Duc-Tien Nguyen, David Saussié et Lahcen Saydy
Communication écrite (2020)
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Abstract
This paper presents a universal adaptive fault-tolerant control (FTC) design for multicopter unmanned aerial vehicles (UAVs). The proposed architecture consists of a two-loop control structure: a fault-tolerant controller generates normalized virtual control inputs to track the desired trajectory subject to actuator faults, and an adaptive augmentation controller deals with system uncertainties and also balances the design requirements for specific platform. The FTC approach is based on gain-scheduling control in the framework of structured H∞ synthesis. In order to implement the overall control system on most types of multicopter UAVs, an adaptive mapping algorithm is proposed. High fidelity simulations and experimental results, performed on various multicopters with different payload and configuration, show the effectiveness and robustness of the proposed approach in accommodating different levels of actuator degradation including total failures of the rotors as well as unknown mass and inertia, all using a single controller with fixed coefficients.
Mots clés
multicopter; fault-tolerant control; robust adaptive control; gain-scheduling; structured H-infinity control
Sujet(s): | 2500 Génie électrique et électronique > 2500 Génie électrique et électronique |
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Département: | Département de génie électrique |
Centre de recherche: | Laboratoire de robotique mobile et des systèmes autonomes |
Organismes subventionnaires: | NSERC / CRSNG |
Numéro de subvention: | RGPIN-2014-03942, RGPIN-2012-122106 |
URL de PolyPublie: | https://publications.polymtl.ca/48089/ |
Nom de la conférence: | 21st IFAC World Congress 2020 |
Lieu de la conférence: | Berlin, Germany |
Date(s) de la conférence: | 2020-07-11 - 2020-07-17 |
Titre de la revue: | IFAC-PapersOnLine (vol. 53, no 2) |
Maison d'édition: | Elsevier |
DOI: | 10.1016/j.ifacol.2020.12.2390 |
URL officielle: | https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2020.12.2390 |
Date du dépôt: | 18 avr. 2023 15:01 |
Dernière modification: | 02 oct. 2024 10:29 |
Citer en APA 7: | Nguyen, D.-T., Saussié, D., & Saydy, L. (juillet 2020). Universal adaptive fault-tolerant control of a multicopter UAV [Communication écrite]. 21st IFAC World Congress 2020, Berlin, Germany. Publié dans IFAC-PapersOnLine, 53(2). https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2020.12.2390 |
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