Řízení bezpilotního letounu se zavěšeným břemenem
Control of an Unmanned Aerial Vehicle with Suspended Payload
Typ dokumentu
diplomová prácemaster thesis
Autor
Martin Jiroušek
Vedoucí práce
Chudoba Jan
Oponent práce
Báča Tomáš
Studijní obor
Kybernetika a robotikaStudijní program
Kybernetika a robotikaInstituce přidělující hodnost
katedra kybernetikyPráva
A university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.htmlVysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html
Metadata
Zobrazit celý záznamAbstrakt
Tato práce se zabývá návrhem, implementacı́ a ověřenı́m řı́dicı́ho systému pro bezpilotnı́ letecký prostředek (UAV) se zavěšeným břemenem. Dynamika systému byla důkladně analyzována a byl odvozen nelineárnı́ a lineárnı́ matematický model systému. Za účelem odhadu neměřených stavových proměnných, včetně polohy břemene, byl navržen Kalmanův filtr a následně začleněn do řidı́cı́ smyčky. Uzavřená řidı́cı́ smyčka je zajištěna kvadratickým prediktivnı́m regulátorem (QP-MPC). Dále byl formulován generátor trajektorie jakožto kvadratický optimálnı́ problém řı́zenı́ (QP-OCP) za účelem plánovánı́ trajektorie bez kmitánı́. Výsledný systém byl pečlivě ověřen v robotickém simulátoru Gazebo a prokázal svou schopnost účinně tlumit kmitánı́ nákladu, sledovat požadovanou trajektorii UAV a odolávat vnějšı́m poruchám. This thesis deals with the design, implementation, and validation of a control system for an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) with a suspended payload. The dynamics of the system were thoroughly investigated, and both nonlinear and linear mathematical models were derived. To estimate unmeasured state variables, including the position of the load, a Kalman filter was designed and incorporated into the control loop. The closed-loop control was achieved using a Quadratic Programming Model Predictive Control (QP-MPC). Additionally, a trajectory generator was formulated as a Quadratic Programming Optimal Control Problem (QP-OCP) to plan a sway-free trajectory. The resulting system was rigorously evaluated using the Gazebo robotic simulator, demonstrating its capability in effectively dampening load oscillations, tracking the UAV’s target trajectory, and rejecting external disturbances.
Kolekce
- Diplomové práce - 13133 [474]