Predictor-Based Time Delay Control of A Hex-Jet Unmanned Aerial Vehicle

要約

ターボジェット駆動のVTOL UAVは、既存の電子推進システムと比較して、優れた出力密度と推力と重量の比率により、重荷輸送および緊急サービスに注目が高まっています。
ジェット式のUAVを使用した主な課題は、ターボジェットのゆっくりしたダイナミクスを緩和することを目的とした、スラストベクター化機械システムの複雑さにあります。
この手紙では、Hex-Jetという名前の新しいターボジェット駆動のUAVプラットフォームを紹介します。
私たちのコンセプトは、包括的な態度制御のために、推力ベクトル化と差別的な推力を統合します。
このアプローチは、スラストベクトル化メカニズムを特に簡素化します。
HEX-JETコントローラー設計の周波数ドメインモデルに基づいた予測因子ベースの時間遅延制御方法を利用して、ターボジェットダイナミクスによって引き起こされるロール姿勢制御の遅延を軽減します。
私たちの比較研究は、UAVコミュニティに貴重な洞察を提供し、スケーリングされたプロトタイプの飛行テストは、提案された予測因子ベースの時間遅延制御技術の実装と検証の成功を示しています。

要約(オリジナル)

Turbojet-powered VTOL UAVs have garnered increased attention in heavy-load transport and emergency services, due to their superior power density and thrust-to-weight ratio compared to existing electronic propulsion systems. The main challenge with jet-powered UAVs lies in the complexity of thrust vectoring mechanical systems, which aim to mitigate the slow dynamics of the turbojet. In this letter, we introduce a novel turbojet-powered UAV platform named Hex-Jet. Our concept integrates thrust vectoring and differential thrust for comprehensive attitude control. This approach notably simplifies the thrust vectoring mechanism. We utilize a predictor-based time delay control method based on the frequency domain model in our Hex-Jet controller design to mitigate the delay in roll attitude control caused by turbojet dynamics. Our comparative studies provide valuable insights for the UAV community, and flight tests on the scaled prototype demonstrate the successful implementation and verification of the proposed predictor-based time delay control technique.

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