Accurate Control under Voltage Drop for Rotor Drones

要約

この手紙は、バッテリーの電圧降下によって引き起こされる電圧降下（VD）の妨害に対抗するためのロータードローンの障害防止制御スキームを提案しています。これは、長時間の飛行または攻撃的な操作の一般的なケースです。
第一に、VDの妨害を考慮したロータードローンの洗練されたダイナミクスが提示されます。
ダイナミクスに基づいて、電圧ドロップオブザーバー（VDO）が開発され、ドローンの妨害と状態情報を分離し、従来の妨害観察者の保守性を低下させることにより、VDの妨害を正確に推定します。
その後、制御スキームは、トランスレーショナルループ内のVDOと回転ループ内の固定時間スライドモードオブザーバー（SMO）を統合し、バッテリーの電圧降下によって引き起こされる力とトルクの乱れに対処できるようにします。
VD妨害の下で提案された制御スキームの有効性を実証するために、十分な実際の飛行実験が実施されます。

要約(オリジナル)

This letter proposes an anti-disturbance control scheme for rotor drones to counteract voltage drop (VD) disturbance caused by voltage drop of the battery, which is a common case for long-time flight or aggressive maneuvers. Firstly, the refined dynamics of rotor drones considering VD disturbance are presented. Based on the dynamics, a voltage drop observer (VDO) is developed to accurately estimate the VD disturbance by decoupling the disturbance and state information of the drone, reducing the conservativeness of conventional disturbance observers. Subsequently, the control scheme integrates the VDO within the translational loop and a fixed-time sliding mode observer (SMO) within the rotational loop, enabling it to address force and torque disturbances caused by voltage drop of the battery. Sufficient real flight experiments are conducted to demonstrate the effectiveness of the proposed control scheme under VD disturbance.

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