Energiebasierte Lage- und Positionsfolgeregelung für einen Quadrocopter

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Diese Arbeit behandelt den Entwurf energiebasierter Lage- und Positionsfolgeregler für einen Quadrocopter. Es werden neue Lösungen für das vollständige und das reduzierte Lageregelungsproblem eines Starrkörpers präsentiert, welche auf die spezifischen Anforderungen des Quadrocopters zugeschnitten sind. Die entworfenen Regler priorisieren die Schubrichtung, führen durch gezielte Stellgrößensättigung zu schnellem Einschwingverhalten und garantieren fast global asymptotische Stabilität. Zur Lösung des Positionsfolgeproblems wird eine Kaskade aus übergeordneter Positions- und untergeordneter Lageregelung vorgeschlagen. In diesem Zusammenhang wird ein Stabilitätskriterium für eine Klasse nichtautonomer nichtlinearer Kaskadensysteme entwickelt. Simulationen und Flugversuche illustrieren die Leistungsfähigkeit der Ansätze.