Underwater Motions Analysis and Control of a Coupling-Tiltable Unmanned Aerial-Aquatic Vehicle

要約

カップリングティル可能な無人航空機水生車（UAAV）は、重要性を高めていますが、包括的な分析と適切なコントローラーが不足しています。
このペーパーでは、自己設計されたUAAV、miRS-aliothの水中運動特性を分析し、コントローラーを設計します。
コントローラーの有効性は、実験を通じて検証されます。
miRS-aliothの特異性は、単数形の傾斜角度（STTA）として導出されます。これは、水中運動特性を分析するための不可欠なツールとして機能します。
分析は、コントローラーを設計するためのいくつかの重要な要因を明らかにしています。
これらには、ロジックスイッチングの必要性、Nussbaum関数を使用して補助チャネルの制御方向の不確実性を補正し、補助コントローラーを使用して結合効果を緩和することが含まれます。
これらの重要なポイントに基づいて、制御スキームが設計されています。
これは、スラストチルト角を特異値に制御するコントローラー、飽和ヌスバウム関数を組み込んだ補助コントローラー、およびロジックスイッチで構成されています。
最終的に、コントローラーの有効性を検証し、Nussbaum関数の必要性を実証するために、2セットの実験が実施されます。

要約(オリジナル)

Coupling-Tiltable Unmanned Aerial-Aquatic Vehicles (UAAVs) have gained increasing importance, yet lack comprehensive analysis and suitable controllers. This paper analyzes the underwater motion characteristics of a self-designed UAAV, Mirs-Alioth, and designs a controller for it. The effectiveness of the controller is validated through experiments. The singularities of Mirs-Alioth are derived as Singular Thrust Tilt Angle (STTA), which serve as an essential tool for an analysis of its underwater motion characteristics. The analysis reveals several key factors for designing the controller. These include the need for logic switching, using a Nussbaum function to compensate control direction uncertainty in the auxiliary channel, and employing an auxiliary controller to mitigate coupling effects. Based on these key points, a control scheme is designed. It consists of a controller that regulates the thrust tilt angle to the singular value, an auxiliary controller incorporating a Saturated Nussbaum function, and a logic switch. Eventually, two sets of experiments are conducted to validate the effectiveness of the controller and demonstrate the necessity of the Nussbaum function.

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