Luận án xây dựng thuật toán ổn định và điều khiển UAV dạng tri rotor khối lượng nhỏ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ ĐẶNG VĂN THÀNH XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ỔN ĐỊNH VÀ ĐIỀU KHIỂN UAV DẠNG TRI-ROTOR KHỐI LƢỢNG NHỎ LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – NĂM 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHỊNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ QUÂN SỰ ĐẶNG VĂN THÀNH XÂY DỰNG THUẬT TOÁN ỔN ĐỊNH VÀ ĐIỀU KHIỂN UAV DẠNG TRI-ROTOR KHỐI LƢỢNG NHỎ Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Mã số: 52 02 16 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Trần Đức Thuận TS Phạm Văn Nguyên HÀ NỘI – NĂM 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Trần Đức Thuận TS Phạm Văn Nguyên Các số liệu, kết luận án trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Các liệu tham khảo đƣợc trích dẫn đầy đủ NGƢỜI CAM ĐOAN Đặng Văn Thành ii LỜI CẢM ƠN Cơng trình nghiên cứu đƣợc thực Viện Khoa học Công nghệ quân sự/BQP Tác giả xin bày tỏ biết ơn sâu sắc tới tập thể cán hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Đức Thuận TS Phạm Văn Nguyên tận tình bảo giúp đỡ suốt trình thực luận án Tác giả luận án chân thành cảm ơn Ban Giám đốc Viện Khoa học Công nghệ Quân sự, Viện Tên lửa/Viện KH-CN quân sự, Khoa Hàng không vũ trụ/Học viện KTQS, Phịng Đào tạo, Phịng Quản lý KHCN ln quan tâm giúp đỡ tác giả trình học tập nghiên cứu Tác giả chân thành cảm ơn nhà giáo, nhà khoa học đồng nghiệp quan tâm đóng góp nhiều ý kiến quý báu q trình thực cơng trình khoa học Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Nghiên cứu sinh Đặng Văn Thành iii MỤC LỤC MỤC LỤC ………….……………………………………………… ……….…………………… iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ……… ………………… vi DANH MỤC CÁC BẢNG …………………… …………………………………………… x DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ …………………………… ………….…………………… xi MỞ ĐẦU ………………………………………….………………………… …………………… Chƣơng I TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN TRI-ROTOR …… ……… … 1.1 Khát quát tri-rotor ………………….………………… ….…………………… 1.1.1 Nguyên lý điều khiển chuyển động tri-rotor ………………………….… 10 1.1.2 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển tri-rotor ……… ………… ……….….… 11 Tình hình nghiên cứu thuật toán điều khiển tri-rotor…… …… 13 1.2 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nƣớc ……………….……………………….…… 14 1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc ……………….….………………………… 14 1.2.3 Nhận xét …….….………………….……….……………………… ………………… 18 1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu luận án 18 ……………………………………… …… Kết luận Chƣơng I ……………….……… …….……………….………………… 19 Chƣơng II XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG CHO UAV DẠNG TRI-ROTOR …………… ….…… …………………….…….…… 20 1.4 2.2 Các hệ tọa độ tham số đặc trƣng xem xét chuyển động trirotor ………………….………………….………………………… …….……………… Các đầu vào đầu mơ hình điều khiển tri rotor …………… 20 23 2.3 Các lực momen tác động vào tri-rotor …………………………… 24 2.3.1 Lực …………….………………………………….….……………………… ….……… 25 2.1 iv 2.3.2 Các momen xoắn ………………………………….……………………….………… 29 Mơ hình động học ……… ……………………… ….….……………….………… 32 2.4.1 Đối với chuyển động tịnh tiến ………………………………….….…………… 32 2.4.2 Đối với chuyển động quay …………………… …………….….……………… 33 2.5 Xây dựng mô hình điều khiển chuyển động cho tri-rotor ………… 38 2.6 Kết luận Chƣơng II ……………………….……….… ………………….……… 42 2.4 Chƣơng III XÂY DỰNG HỆ ĐIỀU KHIỂN TRI-ROTOR MỘT CÁNH NGHIÊNG …………… ………… ……………………………….…….…….……… 43 3.1 Các giả thiết …… ……………………………………….….……………….………… 43 3.2 Phân tích mơ hình động lực học tri-rotor ….….………………….………… 43 3.3 Tổng hợp vòng điều khiển cho tri-rotor cánh nghiêng … 51 3.3.1 Tổng hợp điều khiển kênh roll, pitch, yaw …….………… 51 3.3.2 Tổng hợp điều khiển tốc độ dài kênh X, Y, Z …….…… 54 3.3.3 Tổng hợp điều khiển vị trí kênh X, Y, Z …………….………… 58 3.4 Mô cho số chế độ bay đặc thù …….……………….….……… 59 3.4.1 Tính tốn thông số điều khiển ổn định trạng thái …… 60 3.4.2 Tính tốn thơng số điều khiển tốc độ dài kênh X, Y, Z …………………… ………………………………………………….…….……… 3.4.3 Tính tốn thơng số điều khiển C3 …….……….……………… 61 62 3.4.4 Kết mô số chế độ bay đặc thù ….…….…… …………… 63 3.5 Xét ảnh hƣởng gió ……………….…………………….………….…….… 70 3.6 Kết luận Chƣơng III …………………….………………………………….……… 78 Chƣơng IV XÂY DỰNG HỆ ĐIỀU KHIỂN TRI-ROTOR VỚI MƠ HÌNH ĐẦY ĐỦ ……….…………………………………………… ……………………….… 4.1 Xây dựng hệ điều khiển tri-rotor ứng dụng giải thuật backstepping ……….…………………………………….…………………………… 79 79 v 4.2 Xây dựng thuật toán điều khiển tri-rotor ứng dụng điều khiển trƣợt 4.3 Mô điều khiển tri-rotor ……………….…………… ….…………….… 90 4.3.1 Các thông số điều kiện ban đầu ……………………… … ….…………… 95 95 4.3.2 Mô điều khiển tri rotor theo ứng dụng giải thuật backstepping …………………… ….………….……………… ….………… …… 96 4.3.3 Mô điều khiển tri-rotor theo luật điều khiển trƣợt ……….… 100 4.4 Kết luận Chƣơng IV …….…………… ……… …………….…………………… 120 KẾT LUẬN ………….………… ………………………… …… ……….……….…………… 121 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ ……….… 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………… ………………… …………………… …… 124 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Fi : Các lực đƣợc tạo từ cánh quạt tri-rotor [N ] x: Gia tốc chuyển động khối tâm tri-rotor dọc theo trục x E hệ tọa độ E gắn với trái đất [m s 2 ] y: Gia tốc chuyển động khối tâm tri-rotor dọc theo trục y E hệ tọa độ E gắn với trái đất [m s 2 ] z: Gia tốc chuyển động khối tâm tri-rotor dọc theo trục z E hệ tọa độ B gắn với trái đất [m s 2 ]  : Gia tốc góc (pitch) tri-rotor quanh trục y B hệ tọa B gắn với quadrotor [rad s 2 ]  : Gia tốc góc (roll) tri-rotor quanh trục xB hệ tọa B gắn với quadrotor [rad s 2 ]  : Gia tốc góc (yaw) tri-rotor quanh trục z B hệ tọa B gắn với quadrotor [rad s 2 ] i : Góc nghiêng động servo thứ i kt : Hệ số lực cản [N.s2/rad2] kf : Hệ số lực đẩy [N.s2/rad2] L: Khoảng cách từ tâm tri-rotor đến tâm động [m] Fg : Trọng lực Fpi : Lực đẩy từ cánh quạt thứ i đƣợc biểu diễn không gian Đề vii F1: Lực đẩy cánh quạt trƣớc tri-rotor [N ] F2: Lực đẩy cánh quạt phải tri-rotor [N ] F3: Lực đẩy cánh quạt sau tri-rotor [N ] fi : Lực đẩy tạo từ cánh quạt thứ i theo hƣớng trục động R : Ma trận quay (roll-pitch-yaw) Reb : Ma trận quay từ hệ tọa độ E sang hệ tọa độ B Rbe : Ma trận quay từ hệ tọa độ B sang hệ tọa độ E Rlbi : Ma trận quay từ hệ tọa độ li sang hệ tọa độ B Tpi : Mô men đẩy sinh lực đẩy tạo từ cánh quạt thứ i theo hƣớng trục động Tp : Mô men đẩy tổng sinh tất cánh quạt xung quanh tâm khối lƣợng Td p : i x: Mơ men cản quay cánh quạt thứ i Tốc độ chuyển động khối tâm tri-rotor dọc theo trục x E hệ tọa độ E gắn với trái đất [m s 1 ] y: Tốc độ chuyển động khối tâm tri-rotor dọc theo trục y E hệ tọa độ E gắn với trái đất [m s 1 ] z: Tốc độ chuyển động khối tâm tri-rotor dọc theo trục z E hệ tọa độ E gắn với trái đất [m s 1 ]  : Tốc độ góc (roll) tri-rotor quanh trục xB hệ tọa B gắn với tri-rotor [rad s 1 ] viii  Rbe Rlb : i Tốc độ góc (yaw) tri-rotor quanh trục z B hệ tọa B gắn với tri-rotor [rad s 1 ]  : Tốc độ góc (pitch) tri-rotor quanh trục y B hệ tọa B gắn với tri-rotor [rad s 1 ] i : Tốc độ cánh quạt [rad s 1 ] m: Tổng khối lƣợng UAV Fp : Tổng lực nâng sinh tất động Td : Tổng mô men cản từ cánh quạt : Véc tơ vận tốc UAV hệ tọa độ Đề x: Vị trí chuyển động khối tâm tri-rotor dọc theo trục x E hệ tọa độ E gắn với trái đất [m] y: Vị trí chuyển động khối tâm tri-rotor dọc theo trục y E hệ tọa độ E gắn với trái đất [m] z: Vị trí chuyển động khối tâm tri-rotor dọc theo trục z E hệ tọa độ E gắn với trái đất [m] : Vị trí góc (pitch) tri-rotor quanh trục y B hệ tọa B gắn với tri-rotor [rad ] : Vị trí góc (roll) tri-rotor quanh trục xB hệ tọa B gắn với tri-rotor [rad ] : Vị trí góc (yaw) tri-rotor quanh trục z B hệ tọa B gắn với tri-rotor [rad ] 118 Hình 4.53 Chuyển động điều khiển trƣợt tri-rotor theo trục y Hình 4.54 Sai số bám điều khiển trƣợt theo trục y 119 Hình 4.55 Chuyển động điều khiển trƣợt tri-rotor theo trục x Hình 4.56 Sai số bám điều khiển trƣợt theo trục x 120 Hình 4.57 Chuyển động điều khiển trƣợt tri-rotor không gian - Qua kết mô cho thấy điều khiển theo nguyên lý trƣợt ln đƣa tri-rotor tới vị trí u cầu mong muốn Từ cho thấy tính hiệu giải pháp điều khiển đề - Việc thay đổi hệ số trƣợt biểu thức (4.97) cho trƣờng hợp cụ thể đạt đƣợc chất lƣợng theo mong muốn Nhận xét: Trong q trình mơ điều khiển tri-rotor, luận án chƣa thấy biến đổi biến điều khiển thực ( , ) Biến điều khiển thực tế tốc độ quay cánh quạt ωi, góc nghiêng động có αi ta tính ngƣợc lại, từ cơng thức (4.15) ta có: u u u tg (1 )  , tg ( )  , tg (3 )  Tính đƣợc góc α , từ ta i u2 u5 u6 tính đƣợc tốc độ quay ωi: 1  u5 u3 u6 u1 u4 u2  , 2   , 3   sin 1 cos1 sin  cos sin 3 cos 4.4 Kết luận chƣơng IV Trong chƣơng tiến hành xây dựng hệ điều khiển tri-rotor với mơ hình đầy đủ ứng dụng giải thuật backstepping điều khiển trƣợt Hệ điều khiển thực điều khiển tri-rotor bay bám theo quỹ đạo tƣ mong muốn Việc ứng dụng điều khiển trƣợt tăng khả kháng nhiễu Các kết mô cho thấy thuật tốn để xuất có hiệu điều khiển động chấp hành (03 động cánh quạt 03 động điều khiển góc nghiêng) 121 KẾT LUẬN UAV dạng tri-rotor loại thiết bị bay có tính linh hoạt cao so với UAV khác nhƣ quadrotor Tuy nhiên, mơ hình động lực học trirotor có liên kết chéo kênh, đầu vào đầu có tính phi tuyến mạnh Chính vậy, tốn thiết kế hệ thống điều khiển gặp nhiều thách thức Kết nghiên cứu Đã tập trung giải thành cơng tốn tổng hợp hệ điều khiển trirotor dựa kỹ thuật đại: 1.1 Luận án sâu nghiên cứu, phân tích tài liệu có liên quan nƣớc cơng trình cơng bố giới có liên quan đến đề tài nghiên cứu, để có nhìn tổng quan phƣơng pháp kỹ thuật điều khiển tri-rotor Từ xác định đƣợc phƣơng pháp nghiên cứu, cơng cụ giải vấn đề toán nghiên cứu đặt 1.2 Trên sở sử dụng phƣơng trình tốn lý phân tích phƣơng trình động lực động học mô tả chuyển động tri-rotor Từ xây dựng hệ phƣơng trình điều khiển chuyển động cho tri-rotor Đây sở học thuật phục vụ cho vấn đề tổng hợp lệnh điều khiển 1.3 Đã ứng dụng giải pháp phân kênh để tổng hợp lệnh điều khiển cho chế độ bay đặc thù, trƣờng hợp thay đổi góc nghiêng giá đỡ cánh quạt tri-rotor cho số bay sau: - Trƣờng hợp tri-rotor cất cánh theo phƣơng thẳng đứng ứng với thay đổi nhiễu, trƣờng hợp đặc trƣng tri-rotor; - Trƣờng hợp tri-rotor điều khiển theo chƣơng trình giai đoạn hạ cánh; - Trƣờng hợp tri-rotor di chuyển từ vị trí đến vị trí khác cho trƣớc 122 1.4 Trong trƣờng hợp thay đổi đƣợc ba góc nghiêng giá đỡ ba cánh quạt đồng thời thay đổi đƣợc tốc độ quay cánh quạt áp dụng giải thuật back-stepping điều khiển trƣợt để xây dựng luật điều khiển UAV tri-rotor bám theo quỹ đạo tƣ mong muốn Những đóng góp luận án - Tổng hợp điều khiển cho tri-rotor với kết cấu đặc thù (2 cánh cố định cánh điều khiển đƣợc góc nghiêng) sở phƣơng pháp tuyến tính hóa phản hồi; - Xây dựng luật điều khiển tri-rotor bám sát quỹ đạo tƣ sở giải thuật Backstepping điều khiển trƣợt Hƣớng nghiên cứu đề tài luận án - Các nội dung kết nghiên cứu luận án có ý nghĩa việc xây dựng sở lý thuyết nhƣ kiểm chứng độ tin cậy điều khiển cho điều khiển ổn định tri-rotor Từ kết nghiên cứu tiến tới cài đặt cho mơ hình thực nghiệm trƣớc nghiên cứu phát triển thực tế sau này: + Cụ thể hóa thuật tốn đề xuất máy tính nhúng cho điều khiển tri-rotor + Thực nghiệm kiểm chứng thuật toán mơ hình thực, từ cho phép tối ƣu hóa thơng số điều khiển - Luận án tài liệu tham khảo cho đồng nghiệp để sử dụng giảng dạy, đào tạo đại học sau đại học chuyên ngành kỹ thuật điều khiển tự đơng hóa, điện tử 123 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ Đặng Văn Thành, Trần Đức Thuận, “Khảo sát chuyển động UAV trirotors trường hợp động thay đổi tốc độ góc nghiêng” Tạp chí Nghiên cứu KH-CNQS, số 52, 12/2017, tr23-34 Đặng Văn Thành, Trần Đức Thuận, “Ứng dụng giải thuật backstepping xây dựng thuật toán điều khiển chuyển động cho UAV dạng tri-rotors” Tạp chí Nghiên cứu KH-CNQS, số đặc san, 4/2019, 152-163 Đặng Văn Thành, Trần Đức Thuận “Xây dựng mơ hình điều khiển chuyển động dạng affine cho UAV dạng tri-rotors” Tạp chí Nghiên cứu KH-CNQS, số 66, 4/2020, tr16-24 Dang Van Thanh, Hoang Quang Chinh, Nguyen Cong Toan, Tran Duc Thuan, “Nonlinear control of a tri-rotor based on the decomposition the dynamic model and feedback lineariztion” Tạp chí Khoa học Kỹ thuật/Học viện KTQS, số 205, 3/2020 tr43-55 Đặng Văn Thành, Trần Đức Thuận, Phạm Văn Nguyên, Đặng Tiến Trung “Xây dựng thuật toán xác định luật điều khiển cho UAV Tri-rotors sở ứng dụng lý thuyết điều khiển trượt” Tạp chí Nghiên cứu KH-CNQS, số 67, 6/2020, tr03-12 124 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Hồng Quang Chính, "Nghiên cứu xây dựng mơ hình tốn mơ tri-rotor," in Tuyển tập cơng trình Hội nghị tồn quốc lần thứ Điều khiển Tự động hóa- VCCA, 2013 [2] Hồng Văn Huy, Nghiên cứu, xây dựng hệ điều khiển cho lớp hệ truyền động điện phi tuyến chứa nhiều động có liên hệ ràng buộc ứng dụng điều khiển quadrotor, luận án tiến sĩ 2019, Học viện KTQS [3] Nguyễn Văn Khang, Động lực học hệ nhiều vật, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2007 [4] Đào Hoa Việt, Điều khiển tự động truyền động điệnt, Nhà xuất Quân đội, 2010 Tiếng Anh [5] A Melboues, Y.Tami, A.Guessoum and M.Hadjsadok UAV Controller Design and Analysis Using Sliding mode Control 2010 [6] Anil Kulhare, Arindam Bhanja Chowdhury and Gaurav Raina, a backstepping control strategy for the tri-rotor UAV, 2012 24th Chinese Control and Decision Conference (CCDC) [7] Anna Prach, Erdal Kayacan, An MPC-based position controller for a tiltrotor tricopter VTOL UAV, Optim Control Appl Meth 2018; 39:343–356 [8] Asalifew Belachew Arega, Design of Super twisting Sliding Mode Controller for Hovering Stabilization of Tricopter UAV, Master thesis, May, 2016 Addis Ababa, Ethiopia [9] B Handy, Harrier gr, Royal Air Force Aircraft and Weapons, pp 8–9, U S N C Newsletter, “Rollout week,” 2009 125 [10] B.Siciliano, O.Khatib, and F.Groen, Eds, Multiple Heterogeneous Unmanned Aerial Vehicles, ser Springer Tracts in Advanced Robotics Springer, 2007, vol 37 [11] B.Vuruskan, U.Yuksek, A Ozdemir, Yukselen, and G Inalhan, Dynamic modeling of a fixed-wing VTOL UAV, in 2014 International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS) IEEE, 2014, pp 483–491 [12] D.Glade, Unmanned aerial vehicles: Implications for military operations, Center for Strategy and Technology, Air War College, Air University, Maxwell Air Force Base, Alabama 36112, Technical Report 16, July 2000 [13] D.H.Lyon, A military perspective on small unmanned aerial vehicle, IEEE Instrumentation & Measurement Magazine, vol 7, no 3, pp 27–31, 2004 [14] D.J.Pines and F.Bohorquez, Challenges facing future micro-air-vehicle development, AIAA Journal of Aircraft, vol 43, no 2, pp 290–305, 2006 [15] D.Liu, L.Wang, and K C Tan, Eds., Design and Control of Intelligent Robotic Systems Springer, 2009 [16] D.M.O’Brien, Analysis of computational modeling techniques for complete rotorcraft configurations, Ph.D dissertation, School of Aerospace Engineering, Georgia Institute of Technology, May 2006 [17] Dong-Wan Yoo, et al Dynamic Modeling and Stabilization Techniques for Tri-Rotor Unmanned Aerial Vehicles International Journal of Aeronautical and space science, 2010: 167–174 [18] E Pastor, J Lopez, and P Royo, UAV payload and mission control hardware/ software architecture, IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, vol 22, no 6, pp – 8, 2007 126 [19] Elijah LIN Enya, et al Development of UGS Tilt-rotor Surveillance Journal of Applied Science and Engineering Vol 18 (2015) [20] Escareno, A.Sanchez, O.Garcia, and R.Lozano, Triple tilting rotor mini-UAV: Modeling and embedded control of the attitude, in Proceedings of The American Control Conference, Seattle, Washington, USA, June 2008, pp 3476–3481 [21] Ficola, M.L.Fravolini, V.Brunori, and M.LaCava, A simple control scheme for mini unmanned aerial vehicles, in Proceedings of The 14th Mediterranean Conference on Control and Automation, MED’06, Ancona, Italy, June 2006, pp.1–6 [22] Holger Voos, Nonlinear Control of a Quadrotor Micro-UAV using Feedback-Linearization, Proceedings of the 2009 IEEE International Conference on Mechatronics Malaga, Spain, April 2009 [23] Ismail M Khairuddin, Anwar P.P A Majeed, ANN Lim, MOHD Azraai M Razman, and Abdul Aziz Jaafar, Altitude and Attitude Control of a Trirotor UAV, Advanced Materials Research Vol 903 (2014) pp 309-314 [24] J Richmond, Its a helicopter! its a plane, Military Aerospace Technolgy, High Technology, pp 68 – 69, 1985 [25] Jean-Jacques Slotine, Weiping Li, Applied Nonlinear Control, ISBN13: 978-0130408907, Pearson (January 1, 1991), 461 pages [26] Johnson, E.N.; Turbe, M.A Modeling, control, and flight testing of a small-ducted fan aircraft J Guid Control Dyn 2006, 29, 769–779 [27] Juing-Shian Chiou, Huu-Khoa Tran, and Shou-Tao Peng, Attitude Control of a Single Tilt Tri-Rotor UAV System: Dynamic Modeling and Each Channel's Nonlinear Controllers Design, Hindawi Publishing 127 Corporation Mathematical Problems in Engineering Volume 2013, Article ID 275905, pages [28] KACAR, ALP Attitude and Atitude Control of a Triple Tilt-rotor Unmanned Aerial Vehicle., 2013 [29] K.P.Valavanis, Ed., Advances in Unmanned Aerial Vehicles: State of the Art and the Road to Autonomy, ser International Series on Intelligent Systems, Control, and Automation: Science and Engineering Springer, 2007, vol 33 [30] Kerns, A.J.Shepard, D.P.Bhatti, J.A.Humphreys, T.E Unmanned aircraft capture and control via GPS spoofing J Field Robot 2014, 31, 617–636 [31] Kurnaz, S.Cetin, O.Kaynak, O Fuzzy logic based approach to design of flight control and navigation tasks for autonomous unmanned aerial vehicles J Intell Robot Syst 2009, 54, 229–244 [32] Langelaan, J.W.Alley, N.Neidhoefer, J Wind field estimation for small unmanned aerial vehicles J Guid Control Dyn 2011, 34, 1016–1030 [33] Li Yu, Daibing Zhang, Jiyang Zhang, Chongyu Pan, Modeling and Attitude Control of a Tilt Tri-Rotor UAV, Proceedings of the 36th Chinese Control Conference July 26-28, 2017, Dalian, China [34] M.A.Goodrich, J.L.Cooper, J.A.Adams, C.Humphrey, R.Zeeman, and B.G.Buss, Using a mini-UAV to support wilderness search and rescue: Practices for human-robot teaming, in IEEE International Workshop on Safety, Security and Rescue Robotics, SSRR 2007, Rome, Italy, September 2007, pp 1–6 [35] M.K Mohamed, Design and control of UAV system a Tri-Rotor aircraft, University of Manchester, Manchester, UK, 2012 128 [36] M.K Mohamed and Lanzon, A (2012) Design and control of novel tri-rotor UAV, Control (CONTROL), UKACC International Conference on, IEEE [37] M.Streetly, IHS Jane’s all the world aircraft: Unmanned 2013-2014 IHS, 2013 Mini panther fixed wing VTOL mini UAS”, IAI Panther [Online] Available: http://www.iai.co.il/2013/35673-41637-en/IAI.aspx [38] Mohamed Kara, Mohamed and Alexander Lanzon, Effect of unmodelled actuator dynamics on feedback linearised systems and a two stage feedback linearisation method, 2013 IEEE 52nd Annual Conference on Decision and Control (CDC) [39] M.Okrent, Civil UAV activity within the framework of European commission research, in Proceedings of The AIAA 3rd Unmanned Unlimited Technical Conference, Workshop and Exhibit, Chicago, IL, USA, September 2004, pp 1–11 [40] Nonami, K Prospect and recent research & development for civil use autonomous unmanned aircraft as UAV and MAV J Syst Des Dyn 2007, 1, 120–128 [41] Norman S Nise, Control Systems Engineering, Wiley; 8th edition (June 23, 2020), 800 pages, ISBN-13: 978-1119721406 [42] P.Doherty, Advanced research with autonomous unmanned aerial vehicles, in Proceedings of The 9th International Conference on The Principles of Knowledge Representation and Reasoning, Whistler, British Columbia, Canada, June 2004, pp 731–732 [43] P.Fan, X.Wang, and K.Y.Cai, Design and control of a tri-rotor aircraft, in Proceedings of The 8th IEEE International Conference on Control and Automation (ICCA), Xiamen, China, June 2010, pp 1972 –1977 129 [44] P.Rongier, E.Lavarec, and F.Pierrot, Kinematic and dynamic modeling and control of a 3-rotor aircraft, in Proceedings of The 2005 IEEE International Conference on Robotics and Automation, ICRA 2005, Barcelona, Spain, April 2005, pp 2606–2611 [45] P.Spanoudakis, L.Doitsidis, N.C.Tsourveloudis, and K.P.Valvanis, Vertical take-off and landing vehicle market overview, Unmanned Systems Magazine, vol 21, no 5, pp 14–18, 2003 [46] P.Vanblyenburgh, UAVs: An overview, Air & Space Europe, vol 1, no 5-6, pp 43–47, 1999 [47] R.Austin, Unmanned Aircraft Systems: UAVs Design, Development and Deployment Wiley, 2010 [48] R.Huang, Y.Liu, and J.J Zhu, Guidance, navigation, and control system design for tripropeller vertical-takeoff-and-landing unmanned air vehicle, AIAA Journal of Aircraft, vol 46, no 6, pp 1837–1856, 2009 [49] S.Bouabdallah, P.Murrieri, and R.Siegwart, Design and control of an indoor micro quadrotor, in Proceedings of The 2004 IEEE International Conference on Robotics and Automation, vol 5, New Orleans, LA, April 2004, pp 4393 – 4398 [50] S.Carlson, A hybrid tricopter/flying-wing VTOL UAV American Institute of Aeronautics and Astronautics [51] S.Davies, UAVs in the firing line, Engineering & Technology, vol 6, no 8, pp 34–36, 2011 [52] S.S.Wegener, S.M Schoenung, T Totah, D Sullivan, J Frank, F.Enomoto, C.Frost, and C.Theodore, UAV autonomous operations for airborne science missions, in Proceedings of The AIAA 3rd "Unmanned Unlimited" Technical Conference, Workshop and Exhibit, Chicago, Illinois, USA, September 2004, pp 1–10 130 [53] S.Salazar-Cruz, R Lozano, and J Escareño, Stabilization and nonlinear control for a novel trirotor mini-aircraft, Control Engineering Practice, vol 17, no 8, pp.886–894, 2009 [54] S.Wang, J.Zhang, Q.Zhang, C Pei, “An innovative fuzzy backstepping sliding mode controller for a Tri-Rotor Unmanned Aerial Vehicle”, TECHNICAL PAPER, Microsyst Technol, Springer, 2017, 10 pages [55] Sababha, B.H.; Al Zu’bi, H.M.; Rawashdeh, O.A A rotor-tilt-free tricopter UAV: Design, modelling, and stability control Int J Mechatron Autom 2015, 5, 107–113 [56] Sai Khun Sai, Hla Myo Tun, Modeling and Analysis of Tri-Copter (VTOL) Aircraft, 2015 [57] Salem Daniel, S G Tilt Rotor Tricopter Control system for the holonomic multirotor University of Agder, Faculty of Technology and Science Department of Engineering, 2013 [58] Saurabh Kumar, Gaurav Kr Naik Modeling and Analysis Of A Tricopter Rourkela - 769008, Orissa, India, 2014 [59] Sukhwan Y., Seung J.L., Design and flight test of a small tri-rotor unmanned vehicle with a LQR based onboard attitude control system, January 2013 International journal of innovative computing, information & control: IJICIC 9(6):2347-2360 [60] T.H.Cox, C J Nagy, M A Skoog, I A Somers, and R Warner, Civil UAV capability assessment, NASA, Technical Report, Draft Version, December 2004 [61] U.Ozdemir, Y Aktas, A Vuruskan, Y Dereli, A Tarhan, K Demirbag, A Erdem, G Kalaycioglu, I Ozkol, and G Inalhan, Design of a commercial ybrid VTOL UAV system, Journal of Intelligent & Robotic Systems, vol 74, no 1-2, pp 371–393, 2014 131 [62] Unmanned Aircraft Systems Roadmap 2005-2030, Office of the Secretary of Defence, Department of Defense, United States of America, August 2005 [63] Vander Mey, Josiah T.A Tilt Rotor UAV for Long Endurance Operations in Remote Environments, Department of Aeronautics and Astronautics, USA: Massachusetts Institute of Technology, 2011 [64] Yassine Kali, Jorge Rodas, Raul Gregor, Maarouf Saad and Khalid Benjelloun, Attitude Tracking of a Tri-Rotor UAV based on Robust Sliding Modewith Time Delay Estimation, 2018 International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS) Dallas, USA, June 12-15, 2018 [65] Yassine Kali, Jorge Rodas, Maarouf Saad, Khalid Benjelloun, Magno Ayala and Raul Gregor, Finite-Time Altitude and Attitude Tracking of a Tri-Rotor UAV using Modified Super-Twisting Second Order Sliding Mode, In Proceedings of the 15th International Conference on Informatics in Control, Automation and Robotics (ICINCO 2018) Volume 1, pages 435-442, ISBN: 978-989-758-321-6 [66] Yang Yang, Li-ling Xiang, Zhi Liu, Jin-feng Cui, Mechanical Analysis and Modeling for Tricopter, Applied Mechanics and Materials Vol 455 (2014) pp 304-309 [67] Y.O.Aktas, U.Ozdemir, Y.Dereli, A F.Tarhan, A.Cetin, A.Vuruskan, B.Yuksek, H.Cengiz, S.Basdemir, M.Ucar et al., A low cost prototyping approach for design analysis and flight testing of the turac VTOL UAV, in 2014 International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS) IEEE, 2014, pp 1029–1039 132 [68] Y.Qu, Cooperative localization against GPS signal loss in multiple UAVs flight, Journal of Systems Engineering and Electronics, vol 22, no 1, pp 103 – 112, 2011 [69] Z.A Ali, Dao B.W, M.Aamir, Design a Robust RST Controller for Stabilization of a Tri-Copter UAV, Pak j eng technol sci Volume 5, No 1, 2015, 60-71, ISSN: 2222-9930 print, ISSN: 2224-2333 online [70] Z.A Ali, Daobo Wang, S Masroor, and M S Loya, Attitude and Altitude Control of Trirotor UAV by Using Adaptive Hybrid Controller, Journal of Control Science and Engineering Volume 2016, Article ID 6459891, 12 pages [71] Z.A.Ali, D.Wang, M.Aamir and S Masroor, Trajectory Tracking of a Tri-Rotor Aerial Vehicle Using an MRAC-Based Robust Hybrid Control Algorithm, Aerospace 4:1, 3, Online publication date: 1-Mar-2017 [72] Z.A.Ali, D.Wang, and M.Aamir (2016b) Fuzzy-Based hybrid control algorithm for the stabilization of a tri-rotor UAV Sensors, 16(5), 652 [73] Z.Prime, J.Sherwood, M.Smith, and A.Stabile, Remote control (RC) vertical take-off and landing (VTOL) model aircraft, School of Mechanical Engineering, University of Adelaide, Adelaide, Australia, LevelIV Honours Project Final Report, October 2005 [74] Z.Sarris, Survey of UAV applications in civil markets, in Proceedings of The 9th IEEE Mediterranean Conference on Control and Automation (MED’01),Dubrovnik, Croatia, June 2001, pp 1–11 [75] Ziwei Song, Kunpeng Li, Zhihao Cai, Yingxun Wang, Ningjun Liu, Modeling and Maneuvering Control for Tricopter Based on the Backstepping Method Proceedings of 2016 IEEE Chinese Guidance, Navigation and Control Conference, August 12-14, 2016, Nanjing, China, pp 889-894 ... chọn đề tài luận án với đề tài: ? ?Xây dựng thuật toán ổn định điều khiển UAV dạng tri- rotor khối lượng nhỏ? ?? Nội dung nghiên cứu luận án tập trung giải tổng hợp điều khiển cho tri- rotor với tiếp... nƣớc điều khiển, ổn định, cất cánh hạ cánh tri- rotor với điều khiển nhƣ PID, LQR, điều khiển trƣợt (SMC), điều khiển Backstepping, thuật toán điều khiển thích nghi, thuật tốn điều khiển tối ƣu, thuật. .. từ định hƣớng nội dung nghiên cứu luận án Chƣơng I: Tổng quan điều khiển tri- rotor Chƣơng II: Xây dựng mơ hình điều khiển chuyển động cho UAV dạng trirotor Chƣơng III: Xây dựng thuật toán điều