スライディングモード制御によるマルチロータ型UAVのロバスト追従制御

摘要

マルチロータ型UAVは直接的には厳密な線形化を行なうことができないが，Mistlerらにより，相対次数調整のために状態数を増やす入力変換を施すことで厳密な線形化が可能であることが示された．この研究では，厳密な線形化を行なったノミナルシステムに対し，線形フィードバック制御が行なわれた．しかし，入力の係数行列が正則とならない場合が存在することについては言及されていない．また，マニピュレータにおいて，慣性モーメントの不確かさのノルムに対する優関数を3つのパラメータによって単純な形で構成し，スライディングモード制御を行なう方法がZhihongらにより提案された．本論文では，全体システムを垂直·水平サブシステムの並列結合システムとして記述し，厳密な線形化およびスライディングモード制御に基づき，慣性モーメントの不確かさをもつマルチロータ型UAVのロバスト制御手法を提案し，数値シミュレーションによりその有効性を検証する．提案する制御系は慣性モーメントに不確かさが存在する場合においても全体システムを安定化し，出力の参照軌道への漸近収束を保証し，完全な追従制御を達成する．