Cascaded energy based trajectory tracking control of a quadrotor

Sie sind hier: Homepage > Suche

Cascaded energy based trajectory tracking control of a quadrotor

Fritsch, Oliver / Tromba, David / Lohmann, Boris

In diesem Beitrag wird eine nichtlineare Kaskadenregelung für einen Quadrocopter vorgestellt, die asymptotische Sollwertfolge für eine vorgegebene Positions- und Headingtrajektorie erzielt. Der innere Lageregler und der äußere Positionsregler spiegeln die Kaskadenstruktur der Regelstrecke wider und werden unabhängig voneinander energiebasiert entworfen. Die resultierende Folgefehlerdynamik bildet eine nichtautonome nichtlineare Kaskade, für deren Gleichgewichtspunkt in Null fast globale asymptotische Stabilität gezeigt wird. Flugversuchsdaten illustrieren die Leistungsfähigkeit der Regelung.

This paper presents a cascaded nonlinear state feedback control law for a quadrotor, which achieves asymptotic tracking of a predefined position and heading reference trajectory. The inner-loop attitude controller and the outer-loop position controller reflect the cascade structure of the quadrotor dynamics and are designed independently using an energy shaping approach. The closed loop tracking error dynamics form a nonautonomous nonlinear cascade for whose zero equilibrium we prove almost global asymptotic stability. Experimental results show the performance of the control concept.