Umgestaltung der physikalischen Eigenschaften eines Quadrotors durch IDA-PBC und deren Anwendung auf die luftgestützte physikalische Interaktion

In diesem Papier schlagen wir einen Controller vor, der auf einer Erweiterung des Interconnection and Damping Assignment-Passivity Based Control (IDA-PBC) Rahmens basiert, um die gesamten physikalischen Eigenschaften eines Quadrotors zu gestalten und ein gewünschtes interaktives Verhalten zwischen dem Roboter und der Umgebung zu erreichen. Bei der Steuerungsentwicklung gestalten wir die Gesamtenergie (kinetisch und potenziell) des ungedämpften Originalsystems, indem wir zunächst externe Effekte ausschließen. Auf diese Weise können wir eine neue Dynamik dem System zuweisen. Dann wenden wir Dämpfungseinspritzung auf das neue System an, um ein gewünschtes gedämpftes Verhalten zu erreichen. Anschließend zeigen wir, wie man einen Hochpegelsteuerungseingang mit solch einem System verbindet, indem wir die neue gewünschte Physik ausnutzen. Wir unterstützen die Theorie mit umfangreichen Simulationen durch Änderung des Gesamtverhaltens der UAV für verschiedene gewünschte Dynamiken und zeigen den Vorteil dieser Methode für Aufgaben wie das Gleiten auf einer Oberfläche, wie Deckenmalerei, Reinigung oder Oberflächeninspektion.