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Adaptive Air Density Estimation for Precise Tracking Control and Accurate External Wrench Observation for Flying Robots

Maier, Moritz und Keppler, Manuel und Ott, Christian und Albu-Schäffer, Alin Olimpiu (2020) Adaptive Air Density Estimation for Precise Tracking Control and Accurate External Wrench Observation for Flying Robots. IEEE Robotics and Automation Letters, 5 (2), Seiten 1445-1452. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/LRA.2020.2967333. ISSN 2377-3766.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/8962189

Kurzfassung

Air density changes depending on the local atmosphere and affects the rotor thrust of flying robots. This effect has to be compensated by the flight controller in order to realize precise tracking of a desired trajectory. So far, the influence of the air density has been disregarded or only considered implicitly in the control of flying robots. In this work, a nonlinear adaptive control approach is presented. It explicitly considers the air density in the dynamical model and enables air density estimation and tracking control under changing atmospheric conditions and with added payload. Furthermore, the estimated air density is used to enhance the accuracy of a state-of-the-art external wrench estimator. The adaptive control approach is evaluated in simulations and experiments with a quadrocopter and a coaxial hexacopter.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/192907/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Adaptive Air Density Estimation for Precise Tracking Control and Accurate External Wrench Observation for Flying Robots
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Maier, MoritzMoritz.Maier (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3447-7611NICHT SPEZIFIZIERT
Keppler, ManuelManuel.Keppler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1532-963XNICHT SPEZIFIZIERT
Ott, ChristianChristian.Ott (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0987-7493NICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schäffer, Alin OlimpiuAlin.Albu-Schaeffer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5343-9074142115923
Datum:17 Januar 2020
Erschienen in:IEEE Robotics and Automation Letters
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:5
DOI:10.1109/LRA.2020.2967333
Seitenbereich:Seiten 1445-1452
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:2377-3766
Status:veröffentlicht
Stichwörter:aerial systems
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Planetare Exploration, R - Roboterdynamik & Simulation [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Strobl, Dr. Klaus H.
Hinterlegt am:23 Dez 2022 11:28
Letzte Änderung:11 Sep 2023 13:25

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