ОГЛЯД МЕТОДІВ КЕРУВАННЯ БЕЗПІЛОТНИМИ ЛІТАЛЬНИМИ АПАРАТАМИ
Ключові слова:
методи керування, безпілотний літальний апарат, пілотажний метод, навігаційний метод, автоматичний метод
Анотація
Актуальність. Протягом останніх десятиліть зі стрімким розвитком комп'ютерних технологій та технологій автоматичного управління, дослідження безпілотних літальних апаратів (БПЛА) привернули до себе велику увагу з усього світу. Зокрема, через попит на різні цивільні застосування, концептуальний дизайн БПЛА і технології автономного управління польотами взаємно просуваються і розвиваються. Метою даної роботи є структурування методів керування безпілотними літальними апаратами та дослідження їх принципів роботи. Об’єктом дослідження є процес керування БПЛА, архітектура та програмне забезпечення цих апаратів. Предметом дослідження є методи керування безпілотними літальними апаратами. Результати. У даній роботі проведено аналіз питань керування БПЛА, включаючи математичну модель квадрокоптера та різні підходи до керування. Проілюстровано та обговорено основні ідеї, умови використання, переваги та недоліки цих методів. Розглядаються майбутні напрямки досліджень в цій галузі. Висновок. Визначені методи керування та їх архітектурні складові планується використовувати при розробці дрона для цивільних потреб та подальших досліджень у цій сфері.Завантаження
Дані про завантаження поки що недоступні.
Посилання
1. P. Liu, A. Y. Chen, Y. Huang, J. Han, J. L., Shih-Chung Kang, T. Wu, M. Wen, M. Tsai (2014), “A review of rotorcraft Unmanned Aerial Vehicle (UAV) developments and applications in civil engineering”, Smart Structures and Systems,. – 2014. – С. 1065–1094, doi: http://dx.doi.org/10.12989/sss.2014.13.6.1065.
2. Muhammad Maaruf, Magdi Sadek Mahmoud, Alfian Ma’arif (2022), “A Survey of Control Methods for Quadrotor UAV”, International Journal of Robotics and Control Systems Vol. 2, No. 4, 2022, pp. 652-665, available at: https://pubs2.ascee.org/index.php/ijrcs.
3. Z. Li, X. Ma, and Y. Li, “Robust trajectory tracking control for a quadrotor subject to disturbances and model uncertainties,” International Journal of Systems Science, vol. 51, no. 5, pp. 839–851, 2020, https://doi.org/10.1080/00207721.2020.1746430.
4. Z. Zuo, C. J. Liu, Q.-L. Han, and J. Song (2022), “Unmanned aerial vehicles: Control methods and future challenges”, IEEE/CAA J. Autom. Sinica, vol. 9, no. 4, pp. 601–614. doi: 10.1109/JAS.2022.105410.
5. O. Mechali, L. Xu, Y. Huang, M. Shi, and X. Xie (2021), “Observer-based fixed-time continuous nonsingular terminal sliding mode control of quadrotor aircraft under uncertainties and disturbances for robust trajectory tracking: Theory and experiment,” Control Engineering Practice, vol. 111, p. 104806, doi: https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2021.104806.
6. H. Mo and G. Farid (2019), “Nonlinear and adaptive intelligent control techniques for quadrotor uav – a survey”, Asian Journal of Control, vol. 21, no. 2, pp. 989–1008, doi: https://doi.org/10.1002/asjc.1758.
7. J. Xiong, E. Zheng, “Position and attitude tracking control for a quadrotor UAV”, ISA (Instrum Soc Am) Trans, 53 (3) (2014), pp. 725-731, doi: https://doi.org/10.1016/j.isatra.2014.01.004.
8. B. J. Emran and H. Najjaran (2018), “A review of quadrotor: An underactuated mechanical system,” Annual Reviews in Control, vol. 46, pp. 165–180, doi: https://doi.org/10.1016/j.arcontrol.2018.10.009.
9. M. Campion, P. Ranganathan Prakash, S. Faruque (2019), “UAV swarm communication and control architectures: a review”, Journal of Unmanned Vehicle Systems, vol. 7, available at: https://cdnsciencepub.com/doi/10.1139/juvs-2018-0009.
10. M. R. Cohen, K. Abdulrahim, and J. R. Forbes, “Finite-horizon lqr control of quadrotors on se2(3),” IEEE Robotics and Automation Letters, vol. 5, no. 4, pp. 5748–5755, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/LRA.2020. 3010214.
11. J. Schlagenhauf, P. Hofmeier, T. Bronnenmeyer, R. Paelinck, and M. Diehl, “Cascaded nonlinear mpc for realtime quadrotor position tracking,” IFAC-PapersOnLine, vol. 53, no. 2, pp. 7026–7032, 2020, doi: https: //doi.org/10.1016/j.ifacol.2020.12.444.
12. C.-C. Chen and Y.-T. Chen, “Feedback linearized optimal control design for quadrotor with multiperformances,” IEEE Access, vol. 9, pp. 26 674–26 695, 2021, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021. 3057378
13. Z. Hou, P. Lu, and Z. Tu, “Nonsingular terminal sliding mode control for a quadrotor uav with a total rotor failure,” Aerospace Science and Technology, vol. 98, p. 105716, 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.ast. 2020.105716.
14. B. J. Emran and H. Najjaran, “A review of quadrotor: An underactuated mechanical system,” Annual Reviews in Control, vol. 46, pp. 165–180, 2018, doi: https://doi.org/10.1016/j.arcontrol.2018.10.009.
15. Z. Wang and T. Zhao, “Based on robust sliding mode and linear active disturbance rejection control for attitude of quadrotor load uav,” Nonlinear Dynamics, pp. 3485–3503, 2022, doi: https://doi.org/10.1007/ s11071-022-07349-y.
16. L.-X. Xu, H.-J. Ma, D. Guo, A.-H. Xie, and D.-L. Song, “Backstepping sliding-mode and cascade active disturbance rejection control for a quadrotor uav,” IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, vol. 25, no. 6, pp. 2743–2753, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/TMECH.2020.2990582.
17. Martovytskyi V., Ivaniuk O. Approach to Building a Global Mobile Agent Way Based on Q-learning. Innovative Technologies and Scientific Solutions for Industries. 2020. № 3 (13). P. 43–51. doi: 10.30837/itssi.2020.13.043.
2. Muhammad Maaruf, Magdi Sadek Mahmoud, Alfian Ma’arif (2022), “A Survey of Control Methods for Quadrotor UAV”, International Journal of Robotics and Control Systems Vol. 2, No. 4, 2022, pp. 652-665, available at: https://pubs2.ascee.org/index.php/ijrcs.
3. Z. Li, X. Ma, and Y. Li, “Robust trajectory tracking control for a quadrotor subject to disturbances and model uncertainties,” International Journal of Systems Science, vol. 51, no. 5, pp. 839–851, 2020, https://doi.org/10.1080/00207721.2020.1746430.
4. Z. Zuo, C. J. Liu, Q.-L. Han, and J. Song (2022), “Unmanned aerial vehicles: Control methods and future challenges”, IEEE/CAA J. Autom. Sinica, vol. 9, no. 4, pp. 601–614. doi: 10.1109/JAS.2022.105410.
5. O. Mechali, L. Xu, Y. Huang, M. Shi, and X. Xie (2021), “Observer-based fixed-time continuous nonsingular terminal sliding mode control of quadrotor aircraft under uncertainties and disturbances for robust trajectory tracking: Theory and experiment,” Control Engineering Practice, vol. 111, p. 104806, doi: https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2021.104806.
6. H. Mo and G. Farid (2019), “Nonlinear and adaptive intelligent control techniques for quadrotor uav – a survey”, Asian Journal of Control, vol. 21, no. 2, pp. 989–1008, doi: https://doi.org/10.1002/asjc.1758.
7. J. Xiong, E. Zheng, “Position and attitude tracking control for a quadrotor UAV”, ISA (Instrum Soc Am) Trans, 53 (3) (2014), pp. 725-731, doi: https://doi.org/10.1016/j.isatra.2014.01.004.
8. B. J. Emran and H. Najjaran (2018), “A review of quadrotor: An underactuated mechanical system,” Annual Reviews in Control, vol. 46, pp. 165–180, doi: https://doi.org/10.1016/j.arcontrol.2018.10.009.
9. M. Campion, P. Ranganathan Prakash, S. Faruque (2019), “UAV swarm communication and control architectures: a review”, Journal of Unmanned Vehicle Systems, vol. 7, available at: https://cdnsciencepub.com/doi/10.1139/juvs-2018-0009.
10. M. R. Cohen, K. Abdulrahim, and J. R. Forbes, “Finite-horizon lqr control of quadrotors on se2(3),” IEEE Robotics and Automation Letters, vol. 5, no. 4, pp. 5748–5755, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/LRA.2020. 3010214.
11. J. Schlagenhauf, P. Hofmeier, T. Bronnenmeyer, R. Paelinck, and M. Diehl, “Cascaded nonlinear mpc for realtime quadrotor position tracking,” IFAC-PapersOnLine, vol. 53, no. 2, pp. 7026–7032, 2020, doi: https: //doi.org/10.1016/j.ifacol.2020.12.444.
12. C.-C. Chen and Y.-T. Chen, “Feedback linearized optimal control design for quadrotor with multiperformances,” IEEE Access, vol. 9, pp. 26 674–26 695, 2021, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021. 3057378
13. Z. Hou, P. Lu, and Z. Tu, “Nonsingular terminal sliding mode control for a quadrotor uav with a total rotor failure,” Aerospace Science and Technology, vol. 98, p. 105716, 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.ast. 2020.105716.
14. B. J. Emran and H. Najjaran, “A review of quadrotor: An underactuated mechanical system,” Annual Reviews in Control, vol. 46, pp. 165–180, 2018, doi: https://doi.org/10.1016/j.arcontrol.2018.10.009.
15. Z. Wang and T. Zhao, “Based on robust sliding mode and linear active disturbance rejection control for attitude of quadrotor load uav,” Nonlinear Dynamics, pp. 3485–3503, 2022, doi: https://doi.org/10.1007/ s11071-022-07349-y.
16. L.-X. Xu, H.-J. Ma, D. Guo, A.-H. Xie, and D.-L. Song, “Backstepping sliding-mode and cascade active disturbance rejection control for a quadrotor uav,” IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, vol. 25, no. 6, pp. 2743–2753, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/TMECH.2020.2990582.
17. Martovytskyi V., Ivaniuk O. Approach to Building a Global Mobile Agent Way Based on Q-learning. Innovative Technologies and Scientific Solutions for Industries. 2020. № 3 (13). P. 43–51. doi: 10.30837/itssi.2020.13.043.
Опубліковано
2023-03-17
Як цитувати
Ivanenko Yuliia Огляд методів керування безпілотними літальними апаратами / Yuliia Ivanenko, Oleksii Liashenko, Tetiana Filimonchuk // Системи управління, навігації та зв’язку. Збірник наукових праць. – Полтава: ПНТУ, 2023. – Т. 1 (71). – С. 26-30. – doi:https://doi.org/10.26906/SUNZ.2023.1.026.
Розділ
Автомобільний, річковий, морський та авіаційний транспорт
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
