Accessible Requires Authentication Published by Oldenbourg Wissenschaftsverlag February 28, 2014

Position Trajectory Tracking of a Quadrotor based on L1 Adaptive Control

Trajektorienfolgeregelung für die Position eines Quadrokopters basierend auf der L1-adaptiven Regelung
Paul De Monte and Boris Lohmann

Abstract

This paper presents an adaptive backstepping controller for the position trajectory tracking of a quadrotor. The design adopts and modifies the L1 adaptive control approach for nonlinear reference systems to fit into the backstepping design and to decouple the nominal controller from the adaptation. The controller compensates for all model uncertainties and all bounded disturbances within a particular frequency range. A stability criterion and verifiable bounds on the system signals are derived. Simulations and experimental tests demonstrate the powerful properties of the presented controller.

Zusammenfassung

Dieser Beitrag stellt eine adaptive Backsteppingregelung für die Positionsfolge eines Quadrokopters vor. Der Entwurf greift den Ansatz der L1-adaptiven Regelung für nichtlineare Referenzmodelle auf, passt ihn an das Backsteppingschema an und modifiziert ihn dahingehend, so dass der nominale Regler von der Adaption entkoppelt. Der resultierende Regler ist in der Lage alle Modellunsicherheiten und alle begrenzten Störungen innerhalb einer gewissen Frequenz zu kompensieren. Es werden ein Stabilitätskriterium sowie verifizierbare Schranken für die Systemsignale hergeleitet. Simulationen und Experimente zeigen die starken Eigenschaften des vorgestellten Reglers.

Received: 2013-4-30
Accepted: 2013-11-1
Published Online: 2014-2-28
Published in Print: 2014-3-28

©2014 Walter de Gruyter Berlin/Boston