Observer-based Controller Design for Oscillation Damping of a Novel Suspended Underactuated Aerial Platform

要約

この研究では、吊り下げられた高所作業車の新しい作動戦略を紹介します。
アンダーアクチュエーションアプローチを利用することにより、球状二重振り子としてモデル化された提案されたプラットフォームの振動減衰が成功していることを実証します。
状態推定器は、プラットフォームの偏向角を取得するために設計されており、オンボード IMU 測定のみを使用します。
状態推定器は、さまざまな周波数で断続的な測定値が得られる拡張カルマン フィルター (EKF) です。
最適状態フィードバック コントローラーと PD+ コントローラーは、それぞれ関節空間とタスク空間におけるプラットフォームの振動を減衰するために設計されています。
提案された非作動プラットフォームは、全方向プラットフォームよりもエネルギー効率が高く、必要なアクチュエータの数が少ないことがわかっています。
私たちが提案したシステムの有効性は、シミュレーションと実験研究の両方を使用して検証されます。

要約(オリジナル)

In this work, we present a novel actuation strategy for a suspended aerial platform. By utilizing an underactuation approach, we demonstrate the successful oscillation damping of the proposed platform, modeled as a spherical double pendulum. A state estimator is designed in order to obtain the deflection angles of the platform, which uses only onboard IMU measurements. The state estimator is an extended Kalman filter (EKF) with intermittent measurements obtained at different frequencies. An optimal state feedback controller and a PD+ controller are designed in order to dampen the oscillations of the platform in the joint space and task space respectively. The proposed underactuated platform is found to be more energy-efficient than an omnidirectional platform and requires fewer actuators. The effectiveness of our proposed system is validated using both simulations and experimental studies.

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