Altitude control of an adaptive controller combine with Kalman filter for a mini-quadrotor aircraft

Main Article Content

ทินกร เขียวรี

Abstract

          In general, the altitude of radio controlled quadrotor aircraft is controlled using feedback from the atmospheric pressure sensor. However, the noise associate with the pressure sensor is quite high thus results in loss of control performance. Moreover, the system uncertainty such as load mass change could affect the accuracy of control results. Therefore, the objective of this research was to control the altitude of the quadrotor aircraft using the Kalman observer to estimate the altitude from the pressure sensor together with the vertical acceleration signal from the acceleration sensor. To reduce the effect of system instability, an adaptive feedback control was used to control the altitude level by experimenting with a real radio controlled quadrotor aircraft and the  gif.latex?x_{d}=3+sin(2t)  signaling can be reliably monitored. The equation of adaptive control algorithm of the mass can be self-adjusted stably. Compared to the backstepping controller method, the adaptive controller method can track the reference signal more precisely.

Article Details

How to Cite
เขียวรี ท. (2018). Altitude control of an adaptive controller combine with Kalman filter for a mini-quadrotor aircraft. RMUTSB ACADEMIC JOURNAL, 6(2), 148–156. Retrieved from https://li01.tci-thaijo.org/index.php/rmutsb-sci/article/view/149110
Section
Research Article
Author Biography

ทินกร เขียวรี, Faculty of Engineering and Architecture, Rajamangala Uniiversity of Technology

สาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์และสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ ศูนย์นนทบุรี

References

กฤษฎา แสงเพ็ชร์ส่อง. (2547). แนวคิดพื้นฐานและหลักการทำงานของ Kalman filter algorithm. วารสารโรงเรียนนายเรือ, 4(4), 37-48.

จักรพรรณ ดีสุด, และจักรกริช หล่อประโคน. (2554). Multi rotor flying object (วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต). มหาวิทยาลัยขอนแก่น, ขอนแก่น.

เชิดพงษ์ บุญสอง, และ อมรฤทธิ์ พุทธิพิพัฒน์ขจร. (2556). การรักษาสมดุลอากาศยาน 4 ใบพัดโดยใช้คาลมานฟิลเตอร์และการควบคุมแบบพีไอดี (วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต). มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน, นครปฐม.

ณัฐพงษ์ จิตมานะ, และมนูศักดิ์ จานทอง. (2553). การออกแบบตัวควบคุมแบบปรับตัวได้ชนิดโมเดลอ้างอิงสำหรับระบบลูกตุ้มผกผัน. ใน การประชุมวิชาการเครือข่ายวิศวกรรมเครื่องกลแห่งประเทศไทย ครั้งที่ 24. อุบลราชธานี: มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี.

ธีรพล จงพิพัฒนศิริ. (2556). การเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของระบบสเตอริโอวิชันโดยใช้อัลตราโซนิกเซ็นเซอร์และระบบเสียงสามมิติ (วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต). มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, สงขลา.

วีระวัฒน์ ฝาระมี, และ วิบูลย์ แสงวีระพันธุ์ศิริ. (2555). ระบบควบคุมแบบพลศาสตร์ผกผันที่มีความคงทนสำหรับอากาศยานสี่ใบพัด. ใน การประชุมวิชาการเครือข่ายวิศวกรรมเครื่องกลแห่งประเทศไทย ครั้งที่ 26. เชียงราย: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี.

ศิริชัย ลาภาสระน้อย. (2552). อากาศยานไร้นักบินเพดานบินต่ำขนาดเล็กราคาประหยัด (วิทยานิพนธ์ปริญญามหาบัณฑิต). มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน, ขอนแก่น.

สุวัฒน์ กุลธนปรีดา. (2553). การควบคุมไม่เชิงเส้นเบื้องต้น. กรุงเทพฯ: ศูนย์ผลิตตําราเรียน.

Eresen, A., Imamoglu, N., & Efe, M. O. (2012). Autonomous quadrotor flight with vision-based obstacle avoidance in virtual environment. Expert Systems with Applications, 39, 894-905.

Min, B. C., Hong, J. H., & Matson, E. T. (2011). Adaptive robust control (ARC) for an altitude control of a quadrotor type UAV carrying an unknown payloads. In International Conference on Control, Automation and Systems (pp. 1147-1151). Gyeonggi-do, Korea: IEEE.