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| | Victor-Gabriel Sánchez-Meza1,Yair Lozano-Hernández2,3,et al.[en_title][J].Control Theory and Technology,2025,23(3):563~577.[Copy] |
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| Modeling and active disturbance rejection control of a tilt-rotor UAV |
| Victor-GabrielSánchez-Meza1,YairLozano-Hernández2,3,NormaLozada-Castillo1,MarioRamírez-Neria4,AlbertoLuviano-Juárez1 |
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| (1 Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas, Instituto Politécnico Nacional, Av. IPN 2580, Col. Barrio La Laguna Ticomán, 07340 Mexico City, Ciudad de México, Mexico.;2 Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería Campus Hidalgo, Instituto Politécnico Nacional, Carretera Pachuca—Actopan Kilómetro 1+500, Distrito de Educación, Salud, Ciencia, Tecnología e Innovación, 42162 San Agustín Tlaxiaca, Hidalgo, Mexico
3 Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería “Alejo Peralta”, Instituto Politécnico Nacional, C. 11 Sur 12122, San Francisco Mayorazgo, 72480 Heroica Puebla de Zaragoza, Puebla, Mexico;4 Universidad Iberoamericana, InIAT Instituto de Investigación Aplicada y Tecnología, Prolongación Paseo de la Reforma, Santa Fe, Zedec Sta Fé, álvaro Obregón, 01376 Mexico City, Ciudad de México, México) |
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| 摘要: |
| In this article, the dynamical model and trajectory tracking problem for a tilt-rotor unmanned aerial vehicle is tackled through
linear Active Disturbance Rejection Control (ADRC) applied on the tangent linearized system. To apply the ADRC scheme,
it is considered the subsystem without the Y -axis component, which is differentially flat and whose flat outputs are obtained
using the Kronecker matrix. Numerical assessment using as system parameters the ones of a scale prototype is provided to
show the effectiveness of the proposal leading to accurate tracking results using admissible control values for an experimental
scenario.
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| 关键词: Tilt-rotor · ADRC · Tangent linearization · Multivariable systems · Unmanned aerial vehicles |
| DOI：https://doi.org/10.1007/s11768-025-00284-4 |
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| 基金项目:This work was supported by the Secretaría de Investigación y Posgrado del Instituto Politécnico Nacional (SIP-IPN) under grants 20250098, 20250168, 20251291 and 20254791, and by Universidad Iberoamericana Ciudad de México. Victor G. Sánchez-Meza is a Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación (Secihti) fellow (CVU 964590), and is thankful for the support received. Yair Lozano thanks the support of the Coordinación de Operación y Redes de Investigación y Posgrado of the IPN through the Red de Inteligencia Artificial y Ciencia de Datos and the Red de Expertos en Innovación Automotriz. |
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| Modeling and active disturbance rejection control of a tilt-rotor UAV |
| Victor-Gabriel Sánchez-Meza1,Yair Lozano-Hernández2,3,Norma Lozada-Castillo1,Mario Ramírez-Neria4,Alberto Luviano-Juárez1 |
| (1 Unidad Profesional Interdisciplinaria en Ingeniería y Tecnologías Avanzadas, Instituto Politécnico Nacional, Av. IPN 2580, Col. Barrio La Laguna Ticomán, 07340 Mexico City, Ciudad de México, Mexico.;2 Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería Campus Hidalgo, Instituto Politécnico Nacional, Carretera Pachuca—Actopan Kilómetro 1+500, Distrito de Educación, Salud, Ciencia, Tecnología e Innovación, 42162 San Agustín Tlaxiaca, Hidalgo, Mexico
3 Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería “Alejo Peralta”, Instituto Politécnico Nacional, C. 11 Sur 12122, San Francisco Mayorazgo, 72480 Heroica Puebla de Zaragoza, Puebla, Mexico;4 Universidad Iberoamericana, InIAT Instituto de Investigación Aplicada y Tecnología, Prolongación Paseo de la Reforma, Santa Fe, Zedec Sta Fé, álvaro Obregón, 01376 Mexico City, Ciudad de México, México) |
| Abstract: |
| In this article, the dynamical model and trajectory tracking problem for a tilt-rotor unmanned aerial vehicle is tackled through
linear Active Disturbance Rejection Control (ADRC) applied on the tangent linearized system. To apply the ADRC scheme,
it is considered the subsystem without the Y -axis component, which is differentially flat and whose flat outputs are obtained
using the Kronecker matrix. Numerical assessment using as system parameters the ones of a scale prototype is provided to
show the effectiveness of the proposal leading to accurate tracking results using admissible control values for an experimental
scenario.
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| Key words: Tilt-rotor · ADRC · Tangent linearization · Multivariable systems · Unmanned aerial vehicles |
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