Adaptive Trajektorienfolgeregelung für Quadrokopter basierend auf der L1-adaptiven Regelungstheorie
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Dr.-Ing. Paul Sebastian De Monte war wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Regelungstechnik der Technischen Universität München von September 2011 bis Oktober 2014. Seit November 2014 ist er bei der DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH in der Entwicklung von numerischen Steuerungen tätig.
Oberwalchen 44, 83301 Traunreut
Zusammenfassung
Diese Arbeit stellt eine adaptive Backsteppingregelung zur Trajektorienfolge für die Position und das Heading eines Quadrokopters vor. Der Regelalgorithmus ist dafür entwickelt, schnelle Flugmanöver zu realisieren und alle Modellunsicherheiten sowie eine Vielzahl an Störungen zu kompensieren. Dazu greift der Entwurf einen Ansatz der L1-adaptiven Regelung für nichtlineare und zeitvariante Referenzsysteme auf, passt ihn an das Backsteppingschema an und modifiziert ihn, so dass die nominale Regelung von der Adaption entkoppelt. Es werden zwei Nachweise geführt und verglichen, welche die Beschränktheit aller Systemsignale zeigen. Simulationen und Experimente verifizieren den vorgestellten Ansatz und veranschaulichen dessen hohe Leistungsfähigkeit.
Abstract
This thesis presents an adaptive backstepping controller for the position and heading trajectory tracking of a quadrotor. The controller is designed to enable tracking of fast trajectories and to compensate for all model uncertainties as well as for a wide range of disturbances. The design adopts and modifies the L1 adaptive control approach for nonlinear and time-varying reference systems to fit into the backstepping design and to decouple the nominal controller from the adaptation. Two different methods are derived and compared that verify the boundedness of all control signals. Simulations and experimental tests verify the presented controller and demonstrate its high performance.
Über den Autor / die Autorin
Dr.-Ing. Paul Sebastian De Monte war wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Regelungstechnik der Technischen Universität München von September 2011 bis Oktober 2014. Seit November 2014 ist er bei der DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH in der Entwicklung von numerischen Steuerungen tätig.
Oberwalchen 44, 83301 Traunreut
©2015 Walter de Gruyter Berlin/Boston
Articles in the same Issue
- Frontmatter
- Editorial
- Ausgewählte Beiträge der GMA-Fachausschüsse 1.30 und 1.40
- Methoden
- Lagrange'sche und Hamilton'sche Beschreibung partieller Differentialgleichungen
- Backstepping-Methode für parabolische Systeme mit punktförmigem inneren Eingriff
- Konfigurationsflachheit linearer mechanischer Systeme
- Anwendungen
- Modellbasierte Analyse und Bewegungsplanung für das BionicKangaroo
- Ansätze zur modellprädiktiven Regelung der longitudinalen Strahldynamik in Synchrotronen
- Methoden
- Parametrische Modellordnungsreduktion für hierarchische selbstoptimierende Systeme
- Anwendungen
- Modellierung des Umschlingungswinkels eines auf Rollen geführten Metallbandes
- Modellbasierte Berechnung der Kontaktkräfte an einem elastischen Tastsensor
- Dissertation
- Model order reduction by Krylov subspace methods with global error bounds and automatic choice of parameters
- Adaptive Trajektorienfolgeregelung für Quadrokopter basierend auf der L1-adaptiven Regelungstheorie
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