2021
DOI: 10.1177/01423312211002588
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Quadrotor UAV attitude stabilization using fuzzy robust control

Abstract: In this paper, a robust controller for attitude stabilization of a small quadrotor helicopter is developed. The TS (Takagi-Sugeno) fuzzy model approach and the [Formula: see text] robust control are combined to produce the proposed algorithm. Besides, disturbances and parametric uncertainties are considered. First, the nonlinear model of the vehicle is linearized around several operating points to obtain the representation of a TS fuzzy model, which represents the nonlinearity of the system dynamics. Then, a r… Show more

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“…Furthermore, it cannot ensure closed-loop performance in different conditions of flight. Fuzzy controllers applied to UAVs undoubtedly have some advantages in performance evaluation compared to PID controllers, such as dynamic property and steady-state error [ 21 ]. In the work of [ 22 ], the authors used the Takagi–Sugeno (TS) technique, along with linear parallel distributed compensation for vehicle stabilization.…”
Section: Introductionmentioning
confidence: 99%
“…Furthermore, it cannot ensure closed-loop performance in different conditions of flight. Fuzzy controllers applied to UAVs undoubtedly have some advantages in performance evaluation compared to PID controllers, such as dynamic property and steady-state error [ 21 ]. In the work of [ 22 ], the authors used the Takagi–Sugeno (TS) technique, along with linear parallel distributed compensation for vehicle stabilization.…”
Section: Introductionmentioning
confidence: 99%
“…O estado da arte em Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTS), Unmanned Aerial Vehicle (UAV), tem recebido diversas contribuições e avanços em pesquisas nos últimos anos [1,2,3,4,5,6]. Tais avanços têm sido motivados, principalmente, pelos desenvolvimentos em tecnologia de sensoriamento, armazenamento de energia de alta densidade e processamento de dados [7].…”
Section: Introductionunclassified
“…Dentre as técnicas de controle aplicadas, pode-se destacar as seguintes: a abordagem de Lyapunov [12], a qual garante, sob certas condições, a estabilidade assintótica do quadricóptero; a estrutura de realimentação PD, Proporcional-Derivativo [13,14], com propriedade de convergência exponencial devido à compensação dos termos Coriolis e giroscópicos, e a estrutura PID, Proporcional-Integral-Derivativo [7,15], a qual não requer o conhecimento de parâmetros específicos do modelo e a lei de controle é muito mais fácil de implementar, porém com robustez limitada contra perturbações; o controle RLQ (Regulador Linear Quadrático) [16], e controle H ∞ [4], cuja vantagem é que exibem boas propriedades de robustez: margem de ganho infinitamente crescente, margem de fase entre ±60 • e boa tolerância à nãolinearidades; controle adaptativo [17,18,19], que fornecem bom desempenho com parâmetros incertos e dinâmicas não modeladas. Existem outros algoritmos de controle para melhorias do desempenho de sistemas quadrirrotores, tais como técnicas fuzzy [1,20], redes neurais [21], controle backstepping [22,23], controle baseado em realimentação visual [24,25], e controle baseado em aprendizagem por reforço [26,27,28]. Em [29] são destacados vários projetos de melhoria de estabilidade para quadricópteros, que são capazes de realizar voos autônomos apenas com o uso de sensores a bordo para estimação da atitude, altitude, posição horizontal e voos trans-lacionais.…”
Section: Introductionunclassified
“…In some extreme cases, the USV attitude dynamic model may be completely unknown, and thus these model-based controllers cannot be directly implemented. The intelligent control is another efficient approach for the attitude control of USV by adopting the neural networks (NNs) or fuzzy logic systems to directly construct the controllers or embedding the NNs or fuzzy logic systems into the baseline controllers (Alabazares et al, 2021; Guan et al, 2005; Hu and Xiao, 2012; Leeghim et al, 2009; Yang and Yan, 2016a, 2016b; Yao et al, 2022a, 2022b; Zou, 2016; Zou et al, 2011). Owing to the powerful universal approximation ability of NNs and fuzzy logic systems, the intelligent control is model-free and does not require any prior knowledge on the system model.…”
Section: Introductionmentioning
confidence: 99%