Longitudinal modeling and control for the convertible unmanned aerial vehicle: Theory and experiments

敞篷车 李雅普诺夫函数 控制器(灌溉) 无人机 Lyapunov稳定性 理论(学习稳定性) 控制理论(社会学) 空气动力学 控制工程 计算机科学 巡航 执行机构 领域(数学) 飞机飞行力学 控制(管理) 工程类 航空航天工程 人工智能 数学 农学 物理 遗传学 量子力学 非线性系统 机器学习 纯数学 生物
作者
Gerardo Flores
出处
期刊:Isa Transactions [Elsevier]
卷期号:122: 312-335 被引量:11
标识
DOI:10.1016/j.isatra.2021.04.043
摘要

The field of unmanned aerial vehicles (UAVs) has grown in the last years, showing its utility in broader applications. For instance, in surveillance, precision agriculture, pack delivery, among others. The UAVs characteristics demand more suitable configurations for increasing their flight time, maneuverability, stability, and reliability for attending a growing quantity of services. One of the UAV configurations that has gained popularity in the last years is the Convertible Unmanned Aerial Vehicle (CUAV). This paper aims to provide a control strategy to stabilize the CUAV in all the flight modes: hover, cruise, and transition mode, in which the CUAV changes between hover and cruise flight mode. For that, we propose longitudinal modeling that considers realistic aerodynamics and even disturbances. This model presents a precise balance between complexity and practicality for control implementations. The control algorithm design is based on the Lyapunov stability theory and uses saturation functions intending not to saturate the actuators. Besides, the control algorithm does not include any switching function, is easy-to-implement, and demands the usually available feedback in the vast majority of low-cost commercial autopilots. The control allocation problem for this control is also solved. A mathematical proof based on Lyapunov theory demonstrates that the proposed controller performs the closed-loop system globally exponentially stable. Simulation and real flight experiments conducted with the CUAV demonstrate the effectiveness of theoretical results. Moreover, we present several comparative studies with the state of the art that demonstrate the paper's contribution to the field of convertible aerial vehicles.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
qzx发布了新的文献求助10
1秒前
Gauss完成签到,获得积分0
3秒前
辛德瑞拉完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
卡农完成签到,获得积分10
5秒前
木子yuchen完成签到 ,获得积分10
5秒前
炎魔之王拉格纳罗斯完成签到,获得积分10
6秒前
小趴蔡完成签到 ,获得积分10
7秒前
上官若男应助杨志坚采纳,获得10
7秒前
胖达发布了新的文献求助10
7秒前
9秒前
忧虑的羊完成签到 ,获得积分20
9秒前
Hello应助无所屌谓采纳,获得10
11秒前
sun发布了新的文献求助10
13秒前
dilli完成签到 ,获得积分10
14秒前
逍遥完成签到,获得积分10
14秒前
郝宝真发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
19秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
19秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
xzy998应助ymym采纳,获得10
21秒前
qzx完成签到,获得积分10
22秒前
MJX完成签到,获得积分10
22秒前
大气的不乐完成签到 ,获得积分10
23秒前
voyager完成签到,获得积分10
24秒前
24秒前
25秒前
潇洒的诗桃应助吴吧啦采纳,获得10
26秒前
香蕉觅云应助raininjuly采纳,获得10
27秒前
小丁完成签到,获得积分10
27秒前
Yexidong完成签到,获得积分20
28秒前
Titi完成签到 ,获得积分10
29秒前
29秒前
蔺建薇发布了新的文献求助10
30秒前
高分求助中
Evolution 10000
ISSN 2159-8274 EISSN 2159-8290 1000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
Ore genesis in the Zambian Copperbelt with particular reference to the northern sector of the Chambishi basin 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3162863
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2813883
关于积分的说明 7902296
捐赠科研通 2473504
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1316868
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 631545
版权声明 602187