Control of multirotor unmanned aerial vehicle based on moving mass concept : doctoral thesis - Haus, Tomislav (T. Haus, Fakultet elektrotehnike i računarstva, 2017)
U okviru ove disertacije predlaže se koncept upravljanja kutovima poniranja i valjanja bespilotne višerotorske letjelice (UAV) zasnovan na dinamičkom pozicioniranju središta mase. Predlaže se korištenje koncepta na letjelici s četiri benzinska motora sposobnoj podići teret do 50 kg uz vrijeme leta do 60 min. Kao aktuator za upravljanje središtem mase predlaže se mehanizam pomičnih masa s vlastitim servo sustavom. Izveden je nelinearni matematički model letjelice s pomičnim masama koji je potom lineariziran kako bi se dobio pojednostavljeni model pogodan za sintezu sustava upravljanja. Za upravljanje letjelicom predlaže se nekoliko algoritama, uključujući kaskadno upravljanje s proporcionalnim kontrolerima, upravljanje u prostoru stanje i upravljanje zasnovano na istovremenom korištenju promjena brzina rotora i promjena središta mase letjelice. Predloženi koncept i algoritmi testirani su u simulacijskom okruženje te na nekoliko eksperimentalnih postava. Konačno, koncept je eksperimentalno potvđen na izrađenoj letjelici s pomičnim masama i električnim motorima. Disertacijom su ostvareni sljedeći izvorni znanstveni doprinosi: • Metoda upravljanja kutovima poniranja i valjanja bespilotne višerotorske letjelice zasnovana na konceptu pomičnih masa, • Analiza dinamičkih i statičkih karakteristika bespilotne višerotorske letjelice s benzinskim motorima i pomičnim masama zasnovana na izvedenom matematičkom modelu i identifikaciji parametara, • Adaptivni algoritam upravljanja bespilotnom višerotorskom letjelicom s benzinskim motorima i pomičnim masama koji kompenzira promjene središta mase i momenta inercije. Ključne riječi bespilotna višerotorska letjelica (UAV), upravljanje pomičnim masama (MMC), koncept upravljanja pozicijom ventila (VPC), krivulja mjesta korijena, Routh-Hurwitzov kriterij, zajednička kvadratična Ljapunovljeva funkcija (CQLF), Gazebo simulacija