Error-State LQR Formulation for Quadrotor UAV Trajectory Tracking

要約

この記事では、四肢装置の無人航空機（UAV）における堅牢な軌道追跡のためのエラー状態の線形二次レギュレーター（LQR）製剤を紹介します。
提案されたアプローチは、エラーステートダイナミクスを活用し、指数座標を使用して方向エラーを表現し、リアルタイム制御のための線形化されたシステム表現を可能にします。
制御戦略は、LQRベースのフルステートフィードバックコントローラーを軌道追跡用に統合し、カスケードボディレートコントローラーと組み合わせてアクチュエータのダイナミクスを処理します。
エラー状態のダイナミクス、線形化プロセス、およびコントローラー設計の詳細な導出が提供され、動的環境での正確で安定した四角制御の方法の適用性を強調します。

要約(オリジナル)

This article presents an error-state Linear Quadratic Regulator (LQR) formulation for robust trajectory tracking in quadrotor Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). The proposed approach leverages error-state dynamics and employs exponential coordinates to represent orientation errors, enabling a linearized system representation for real-time control. The control strategy integrates an LQR-based full-state feedback controller for trajectory tracking, combined with a cascaded bodyrate controller to handle actuator dynamics. Detailed derivations of the error-state dynamics, the linearization process, and the controller design are provided, highlighting the applicability of the method for precise and stable quadrotor control in dynamic environments.

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