Prediktivní řízení bezpilotní helikoptéry realizované na jednočipovém počítači

Abstract

Tato práce se zabývá návrhem řídicího systému pro vícerotorovou bezpilotní helikoptéru s použitím metody prediktivního řízení. Za cíl si klade vývoj vestavěného systému, který umožní výpočet regulátoru přímo na palubě letounu. Předkládáme model dynamického systému helikoptéry, identifikaci jeho parametrů a následný návrh pozorovatele stavů. Kvadratický prediktivní regulátor je odvozen a implementován do navrženého hardware. Prezentované experimenty, provedené uvnitř i vně budovy, prokázaly schopnost přesného sledování trajektorií v prostoru.

This thesis deals with autonomous stabilization of unmanned multirotor aircraft along predefined trajectories, using a model predictive control approach. The main focus of this work lies in design and implementation of an embedded platform to allow onboard execution of the controller. We propose a linear dynamical model of the helicopter, identification of its parameter and design of a state observer. A quadratic model predictive controller is derived, implemented, and prepared for the experimental platform, which has been created for this purpose. Presented experiments, conducted both indoors and outdoors, verified the capability of the system to accurately follow a desired trajectory in space.