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한국항공우주학회 International Journal of Aeronautical and Space Sciences International Journal of Aeronautical and Space Sciences Volume.18 Number.4
발행연도
2017.12
수록면
740 - 756 (17page)
DOI
10.5139/IJASS.2017.18.4.740

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This paper proposes a feedback-linearization-based control algorithm for multirotor unmanned aerial vehicles (UAVs). The feedback linearization scheme is highly efficient for considering nonlinearity between the rotational and translational motion of multirotor UAVs. We also propose a dynamic equation that reflects the aerodynamic effects of the vehicles; the equation’s parameters can be determined through curve fitting using actual flight data. We derive the feedback linearization controller from the proposed dynamic equation, and propose a Luenberger observer to attenuate measurement noises. The proposed algorithm is implemented using our in-house flight control computer, and we describe its implementation in detail. To investigate the performance of the proposed algorithm, we carry out two flight scenarios: the first scenario, an autonomous landing on a moving platform, is a test of maneuverability; the second, picking up and replacing an object, test the algorithm’s accuracy. In these scenarios, the proposed algorithm precisely controls multirotor UAVs, and we confirm that it can be successfully applied to real flight environments.
#Feedback linearization #Flight control #Flight test #Multirotor

목차

Abstract
1. Introduction
2. Flight Control Algorithms
3. Implementation
4. Flight Tests
5. Conclusion
References

참고문헌 (29)

참고문헌 신청
Wei, W., Cohen, K. and Tischler, M. B., “System Identification and Controller Optimization of a Quadrotor UAV”, Proceedings of the AHS International’s 71st Annual Forum and Technology Display, Virginia, USA, 2015. Szafranski, G. and Czyba, R., “Different Approaches of PID Control UAV Type Quadrotor”, Proceedings of the International Micro Air Vehicles Conference 2011 Summer Edition, ’t Harde, Netherlands, 2011. Li, J. and Li, Y., “Dynamic Analysis and PID Control for a Quadrotor”, Proceedings of the 2011 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, Beijing, China, 2011. Khatoon, S., Gupta, D. and Das, L. K., “PID & LQR Control for a Quadrotor: Modeling and Simulation”, Proceedings of 2014 International Conference on Advances in Computing, Communications and Informatics (ICACCI), New Delhi, India, 2014. Reyes-Valeria, E., Enriquez-Caldera, R., Camacho- Lara, S. and Guichard, J., “LQR Control for a Quadrotor Using unit Quaternions: Modeling and Simulation”, Proceedings of the International Conference on Electronics, Communications and Computing, Cholula, Mexico, 2013.

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