During this master’s thesis project a control system for a quadrocopter has been developed. A quadrocopter is a small helicopter with four rotors which is controlled by a hand held controller by an operator positioned on the ground. This master thesis report treats three different main subjects. The first one is about evaluating a Real Time Kinematic Global Positioning System (RTK-GPS). The second one is about defining smooth motion paths which the aircraft autonomously shall be able to fly along. The third one is about improving the control system in the aircraft to obtain better flight performance under manual control and to enable autonomous features such as altitude hold. The result is that it is possible to achieve centimetre accuracy in estimated position with the evaluated RTK-GPS system. It is also discussed how the performance of the RTK-GPS system can be maximized. A smooth path can be defined in different ways. It is desirable that the path has continuous first and second derivatives. Therefore cubic spline curves are used to represent the path. The control system was improved by transforming forces and angular velocities between the two different coordinate systems. This resulted in improved abilities by making the steering and control of the aircraft smoother. ; Under examensarbetet har reglersystemet för en quadrokopter utvecklats. En quadrokopter är en liten helikopter med fyra rotorer som styrs med hjälp av en handhållen kontroll av en operatör positionerad på marken. Tre olika huvudämnen behandlas i detta examensarbete. Till att börja med utvärderas ett Real Time Kinematic Global Positioning System (RTK-GPS). Sedan definieras en mjuk rörelsebana som farkosten i framtiden autonomt kommer att reglera efter. Till sist behandlas styrsystemet i quadrokoptern för att erhålla goda flygegenskaper i det manuella fallet och exempelvis altitudhållning i det autonoma fallet. Utvärderingen av RTK-GPS-systemet resulterade i att det är möjligt att uppnå centimeternoggrannhet i positionsbestämningen. I rapporten diskuteras också vad RTK-GPS-systemet kräver för att det ska fungera så bra som möjligt. En mjuk rörelsebana kan definieras på olika sätt. Önskemålet är att banan ska ha kontinuerlig första- och andraderivata, egenskaper som kubiska spline-funktioner besitter. Reglerprestandan förbättrades genom att krafter och vinkelhastigheter transformerades mellan de två kordinatsystemen som nyttjades. På detta sätt blev styrningen av quadrokoptern mjukare.
Positioning and Trajectory Control of an Autonomous Helicopter using Real Time Kinematic GPS ; Positionering och banföljning av en autonom helikopter med hjälp av Real Time Kinematic GPS
2013-01-01
Hochschulschrift
Elektronische Ressource
Englisch
DDC: | 629 |
Modellhelikopter wird zum High-Tech-Werkzeug. Autonom fliegender Helikopter
Tema Archiv | 1998
|Real-Time Kinematic Differential GPS Positioning for Flight Inspection
British Library Conference Proceedings | 1997
|STOCHASTIC MODELING FOR REAL-TIME KINEMATIC GPS-GLONASS POSITIONING
Online Contents | 1999
|