Abstract
This paper presents an adaptive backstepping controller for the position trajectory tracking of a quadrotor. The design adopts and modifies the L1 adaptive control approach for nonlinear reference systems to fit into the backstepping design and to decouple the nominal controller from the adaptation. The controller compensates for all model uncertainties and all bounded disturbances within a particular frequency range. A stability criterion and verifiable bounds on the system signals are derived. Simulations and experimental tests demonstrate the powerful properties of the presented controller.
Zusammenfassung
Dieser Beitrag stellt eine adaptive Backsteppingregelung für die Positionsfolge eines Quadrokopters vor. Der Entwurf greift den Ansatz der L1-adaptiven Regelung für nichtlineare Referenzmodelle auf, passt ihn an das Backsteppingschema an und modifiziert ihn dahingehend, so dass der nominale Regler von der Adaption entkoppelt. Der resultierende Regler ist in der Lage alle Modellunsicherheiten und alle begrenzten Störungen innerhalb einer gewissen Frequenz zu kompensieren. Es werden ein Stabilitätskriterium sowie verifizierbare Schranken für die Systemsignale hergeleitet. Simulationen und Experimente zeigen die starken Eigenschaften des vorgestellten Reglers.
About the authors
Dipl.-Ing. Paul De Monte arbeitet am Lehrstuhl für Regelungstechnik im Bereich nichtlinearer adaptiver Trajektorienfolgeregelungen für Quadrokopter.
Lehrstuhl für Regelungstechnik, Technische Universität München, Fakultät Maschinenwesen, Boltzmannstr. 15, D-85748 Garching bei München, Fax: +49-(0)89-289-15653
Prof. Dr.-Ing. habil. Boris Lohmann ist Leiter des Lehrstuhls für Regelungstechnik der Fakultät Maschinenwesen der TU München. Hauptarbeitsgebiete: Modellreduktion, nichtlineare, robuste und optimale Regelung, aktive Schwingungsdämpfung, industrielle Anwendungen.
Lehrstuhl für Regelungstechnik, Technische Universität München, Fakultät Maschinenwesen, Boltzmannstr. 15, D-85748 Garching bei München, Fax: +49-(0)89-289-15653
©2014 Walter de Gruyter Berlin/Boston
