elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Differential Dynamic Programming for Aerial Robots using an Aerodynamics Model

Abuter Grebe, Nicolas Omar (2017) Differential Dynamic Programming for Aerial Robots using an Aerodynamics Model. DLR-Interner Bericht. DLR-IB-RM-OP-2017-126. Masterarbeit. Delft University of Technology. 102 S.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
2MB

Kurzfassung

State of the art trajectory generation schemes for quadrotors assume a simple dynamic model. They neglect aerodynamic effects such as induced drag and blade flapping and assume that no wind is present. In order to overcome this limitation, this thesis investigates a trajectory optimization scheme based upon Differential Dynamic Programming (DDP). There are various software-implementations of the DDP scheme. For future deployment on robotic hardware the software is required to be computationally efficient and to be open-source. The C++ template-based optimization library named GCOP developed at JHU was deemed suitable so it was selected for this purpose. Before implementing the solver, a full model of the Crazyflie Nano Quadcopter is identified experimentally. The model considers a first order term for the aerodynamic forces in each axis of the body frame. The solver is validated, normalized and the performance is benchmarked. This method yields reliable minimum control-effort trajectories. The computation time required to reach the optimum solution is studied for different dicretizations, and for different choices of solver parameters. A control scheme is proposed and studied in Monte-Carlo simulations. It is robust and able to handle large modelling errors in mass and moment of inertia while ensuring minimal error on the final state.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/113268/
Dokumentart:Berichtsreihe (DLR-Interner Bericht, Masterarbeit)
Titel:Differential Dynamic Programming for Aerial Robots using an Aerodynamics Model
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Abuter Grebe, Nicolas OmarNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 Juni 2017
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Seitenanzahl:102
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Dynamic Trajectory Planning, Differential Dynamic Programming, Micro Aerial Vehicles, Propeller Aerodynamics Model
Institution:Delft University of Technology
Abteilung:Faculty of Aerospace Engineering
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Terrestrische Assistenz-Robotik (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Hinterlegt von: Stoneman, Samantha
Hinterlegt am:19 Jul 2017 15:43
Letzte Änderung:28 Okt 2017 19:10

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.