Upravljanje slijeđenjem trajektorije za multirotorske letjelice podložne smetnjama i nesigurnosti modela

diplomski rad

• Naslov (engleski): Trajectory following controllers for multicopter UAV subject to disturbances and model uncertainty
• Autor: Marin Kovač
• Mentor: Stjepan Bogdan (mentor)
• Član povjerenstva: Stjepan Bogdan (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Tamara Petrović (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Goran Vasiljević (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Fakultet elektrotehnike i računarstva; Zagreb
• Datum i država obrane: 2022-07-11, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: TEHNIČKE ZNANOSTI; Elektrotehnika

Sažetak

U radu je predstavljena teorijska podloga za MPC algoritam sa observerom poremecaja, INDI i backstepping upravljanje. Kroz testove provedene u simulaciji uz konstantu smetnju vjetra, udare vjetra, promijenjenu masu letjelice te promijenjenog aerodinamičkog koeficijenta pokazano je da MPC ima najbolje performanse. Također je pokazano da INDI upravljanje ima sličan učinak kao MPC bez observera poremećaja ili punog modela letjelice. Taj učinak i jednostavnost implementacije INDI metode čini je atraktivnim izborom za velike letjelice kojima je potrebno aktivno otklanjanje poremećaja u letu.

Sažetak (engleski)

During the the thesis a detailed theoretical background was given for a robust version of the MPC with an EKF based disturbance observer, the incremental nonlinear dynamical inversion and the Backstepping controllers. During extensive simulation that included tests with constant wind, wind gusts, variable mass and drag coefficient tests it was shown that the MPC with the disturbance observer outperforms all the other controllers. The tests also showed that the INDI preforms very similarly as the MPC without the need for the observer or a full model of the aircraft. It was demonstrated that the realistic noise levels with a first order filter are not a problem for the implemented INDI controller. Furthermore it was concluded that for large UAVs the frequency of the INDI controller is less significant for performance as they react slowly to changes due to their high inertia. Additionally its implementation simplicity and computational efficiency make it an interesting choice for large industry level UAV systems that need to be certified.

• Ključne riječi: MPC; Hsia upravljanje; Backstepping; nelinearno upraljanje; robusno upravljanje; pracenje trajektorije; otklanjanje premecaja
• Ključne riječi (engleski): MPC; Hsia; INDI; Backstepping; Nonlinear control; robust control; trajectory following; disturbance rejection
• Jezik: engleski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:168:626390
• Studijski program: Naziv: Elektrotehnika i informacijska tehnologija; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra inženjer/inženjerka elektrotehnike i informacijske tehnologije (mag. ing. el. techn. inf.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Zatvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2023-01-13 15:20:12