Design and Control of a VTOL Aerial Vehicle Tilting its Rotors Only with Rotor Thrusts and a Passive Joint

要約

このペーパーでは、4つのローターと胴体をパッシブジョイントで接続するリンクを所有する新しいVTOL UAVを紹介し、ローターのスラストを調整することでローターの傾斜角の制御を可能にします。
このユニークな構造は、サーボモーターなどの追加のアクチュエーターを排除して、ローターの傾斜角を制御することに貢献し、UAVの重量が軽量でシンプルな構造をもたらします。
最初に、新しく設計されたUAVの動的モデルを導き出し、その制御性を分析します。
次に、UAVの攻撃角度の偏差を抑制して、空力の変化を抑制するためにUAVを加速するために、4つのローターとチルト可能なリンクをレバレッジするコントローラーを設計します。
最後に、提案された制御戦略の妥当性は、シミュレーション研究で評価されます。

要約(オリジナル)

This paper presents a novel VTOL UAV that owns a link connecting four rotors and a fuselage by a passive joint, allowing the control of the rotor’s tilting angle by adjusting the rotors’ thrust. This unique structure contributes to eliminating additional actuators, such as servo motors, to control the tilting angles of rotors, resulting in the UAV’s weight lighter and simpler structure. We first derive the dynamical model of the newly designed UAV and analyze its controllability. Then, we design the controller that leverages the tiltable link with four rotors to accelerate the UAV while suppressing a deviation of the UAV’s angle of attack from the desired value to restrain the change of the aerodynamic force. Finally, the validity of the proposed control strategy is evaluated in simulation study.

arxiv情報

著者 Takumi Ito,Riku Funada,Mitsuji Sampei
発行日 2025-02-25 16:57:41+00:00
arxivサイト arxiv_id(pdf)

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google

カテゴリー: cs.RO, cs.SY, eess.SY パーマリンク