Eine Universalsteuerung für eine robuste Trajektorienfolge bei unbemannten Multirotorluftfahrzeugen (UAVs, Unmanned Aerial Vehicles) ist offenbart. Eine bestimmte Ausführungsform umfasst: ein Sensorsystem zum Messen einer Position und Ausrichtung eines unbemannten Multirotorluftfahrzeugs (UAV); und ein Flugsteuersystem, das mit dem Sensorsystem gekoppelt ist, wobei das Flugsteuersystem für Folgendes konfiguriert ist: Erhalten von Positions- und Ausrichtungsdaten von dem Sensorsystem; Erzeugen mehrerer Ableitungen aus den Positions- und Ausrichtungsdaten unter Verwenden eines Differentiators; Anwenden eines Entkopplungssteuerungsgesetzes zum näherungsweisen Entkoppeln von Translationsdynamiken voneinander in einem dreidimensionalen (3D) Raum; Berechnen von Fehlerwerten zwischen gewünschten Trajektorien und tatsächlichen Trajektorien in jeder Dimension des 3D-Raums unter Verwenden der mehreren Ableitungen und der entkoppelten Dynamiken; und Erzeugen von Steuersignalen zum Variieren von Drehzahlen mehrerer Schubelemente, um den berechneten Fehlerwerten in jeder Dimension des 3D-Raums entgegenzuwirken.
A universal controller for robust trajectory tracking in multirotor unmanned aerial vehicles (UAVs) is disclosed. A particular embodiment includes: a sensor system to measure position and orientation of a multirotor unmanned aerial vehicle (UAV); and a flight control system, coupled to the sensor system, the flight control system being configured to: obtain position and orientation data from the sensor system; generate a plurality of derivatives from the position and orientation data using a differentiator; apply a decoupling control law to approximately decouple translation dynamics from each other in a three-dimensional (3D) space; compute error values between desired trajectories and actual trajectories in each dimension of 3D space using the plurality of derivatives and the decoupled dynamics; and generate control signals to vary speeds of a plurality of thrust elements to counteract the computed error values in each dimension of 3D space.
Universalsteuerung für robuste Trajektorienfolge bei unbemannten Multirotorluftfahrzeugen (UAVs)
25.10.2018
Patent
Elektronische Ressource
Deutsch
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