Bounded Attitude Control with Active Disturbance Rejection Capabilities for Multirotor UAVs

Autor: Gerardo Mino-Aguilar, Lorenzo L. González Romeo, Sylvain Durand, José Fermi Guerrero-Castellanos, German Ardul Munoz-Hernandez, Nicolas Marchand, Wuiyevaldo F. Guerrero-Sánchez, Jesus Linares-Flores
Přispěvatelé: Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GIPSA - COntrol, PErception, Robots, navigation and Intelligent Computing (GIPSA-COPERNIC), GIPSA Pôle Sciences des Données (GIPSA-PSD), Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Grenoble Images Parole Signal Automatique (GIPSA-lab), Université Grenoble Alpes (UGA), Universidad Tecnológica de la Mixteca, Marchand, Nicolas, École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-17-CE33-0008,e-VISER,Asservissement visuel événementiel(2017)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Technology
0209 industrial biotechnology
Disturbance (geology)
QH301-705.5
Computer science
QC1-999
Stability (learning theory)
bounded input
02 engineering and technology
extended state observer
[SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
quaternion feedback
Attitude control
multirotor UAV
020901 industrial engineering & automation
Control theory
[INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering
0202 electrical engineering
electronic engineering
information engineering
General Materials Science
State observer
Biology (General)
Quaternion
QD1-999
Instrumentation
Fluid Flow and Transfer Processes
Physics
Process Chemistry and Technology
020208 electrical & electronic engineering
General Engineering
Feed forward
Engineering (General). Civil engineering (General)
ADRC
Computer Science Applications
Chemistry
[SPI.AUTO] Engineering Sciences [physics]/Automatic
Bounded function
TA1-2040
Multirotor
[INFO.INFO-AU] Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering
Zdroj: Applied Sciences
Volume 11
Issue 13
Applied Sciences, MDPI, 2021, 11 (13), pp.5960. ⟨10.3390/app11135960⟩
Applied Sciences, 2021, 11 (13), pp.5960. ⟨10.3390/app11135960⟩
Applied Sciences, Vol 11, Iss 5960, p 5960 (2021)
ISSN: 2076-3417
DOI: 10.3390/app11135960
Popis: This paper addresses an attitude tracking control design applied to multirotor unmanned aerial vehicles (UAVs) based on an ADRC approach. The proposed technique groups the endogenous and exogenous disturbances into a total disturbance, and then this is estimated online via an extended state observer (ESO). Further, a quaternion-based feedback is developed, which is assisted by a feedforward term obtained via the ESO to relieve the total disturbance actively. The control law is bounded
consequently, it takes into account the maximum capabilities of the actuators to reject the disturbances. The stability is analyzed in the ISS framework, guaranteeing that the closed loop (controller-ESO-UAV) is robustly stable. The simulation results allow validation of the theoretical features.
Databáze: OpenAIRE
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