isturbance Observer-Based Robust Control of a Quadrotor Subject to Parametric Uncertainties and Wind Disturbanc

Autor(es)

Benevides, Joao R. S. ^[1] ; Paiva, Marlon A. D. ^[1] ; Simplicio, Paulo V. G. ^[1] ; Inoue, Roberto S. ^[2] ; Terra, Marco H. ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Sao Carlos Sch Engn, Dept Elect & Comp Engn, BR-13566590 Sao Carlos, SP - Brazil

^[2] Univ Fed Sao Carlos, Dept Comp Sci, BR-13565905 Sao Carlos, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: IEEE ACCESS; v. 10, p. 7554-7565, 2022.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

We propose a disturbance observer-based controller to deal with the trajectory tracking problem of a quadrotor subject to parametric uncertainties and wind disturbance. The design is based on the combination of a recursive robust linear-quadratic regulator and a Kalman filter. Robust regulation deals with uncertainties of state and input matrices of the quadrotor in order to minimize, mainly, its trajectory tracking error. Filtering aims to estimate wind disturbance based on an augmented state-space model of the quadrotor. We finish the approach with a compensation controller whose task is to perform disturbance attenuation. We develop indoor experiments where a wind disturbance source provides a measurable speed pattern. We provide a comparative study among the robust control approach proposed with a feedback linearization controller, a proportional-integral-derivative controller, and a nominal linear-quadratic regulator. (AU)

• Processo FAPESP: 18/13848-1 - Planejamento de trajetória de robôs autônomos heterogêneos para o mapeamento em 3D cooperativo de um ambiente desconhecido
• Beneficiário: Kenny Anderson Queiroz Caldas
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 17/05668-0 - Sistema de Controle em Rede Tolerante a Falhas de Comunicação para a Coordenação de Robôs Heterogêneos
• Beneficiário: João Roberto Soares Benevides
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 14/50851-0 - INCT 2014: Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Sistemas Autônomos Cooperativos Aplicados em Segurança e Meio Ambiente
• Beneficiário: Marco Henrique Terra
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático