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System identification and control of the ground operation mode of a hybrid aerial-ground robot

Control Theory and Technology 2023年第3期21卷 458-468页

作者： Muqing Cao Xinhang Xu Kun Cao Lihua Xie School of Electrical and Electronic Engineering Nanyang Technological UniversitySingaporeSingapore

This paper presents an in-depth analytical and empirical assessment of the performance of DoubleBee,a novel hybrid aerial-ground robot.Particularly,the dynamic model of the robot with ground contact is analyzed,and the unknown parameters in the model are identified.We apply an unscented Kalman filter-based approach and a least square-based approach to estimate the parameters with given measurements and inputs at every time step.Real data are collected and used to estimate the parameters;test data verify that the values obtained are able to model the rotation of the robot accurately.A gain-scheduled feedback controller is proposed,which leverages the identified model to generate accurate control inputs to drive the system to the desired states.The system is proven to track a constant-velocity reference signal with bounded error.Simulations and real-world experiments using the proposed controller show improved performance than the PID-based controller in tracking step commands and maintaining attitude under robot movement.

关键词： Modelling Parameter identification hybrid robots Robot control

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