論文の概要: A Class of Axis-Angle Attitude Control Laws for Rotational Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.19846v1
• Date: Mon, 22 Dec 2025 20:01:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:40.474292
• Title: A Class of Axis-Angle Attitude Control Laws for Rotational Systems
• Title（参考訳）: 回転系に対する軸角姿勢制御則の一類
• Authors: Francisco M. F. R. Gonçalves, Ryan M. Bena, Néstor O. Pérez-Arancibia,
• Abstract要約: 回転系に対する姿勢制御法則を新たに導入する。 従来の四元数に基づく手法とは対照的に、一般化された軸角アプローチは制御則の設計においてより柔軟な設計を可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.5136650608171838
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We introduce a new class of attitude control laws for rotational systems, which generalizes the use of the Euler axis-angle representation beyond quaternion-based formulations. Using basic Lyapunov's stability theory and the notion of extended $K_{\infty}$ functions, we developed a method for determining and enforcing the global asymptotic stability of the single fixed point of the resulting closed-loop (CL) scheme. In contrast with traditional quaternion-based methods, the proposed generalized axis-angle approach enables greater flexibility in the design of the control law, which is of great utility when employed in combination with a switching scheme whose transition state depends on the angular velocity of the controlled rotational system. Through simulation and real-time experimental results, we demonstrate the effectiveness of the proposed approach. According to the recorded data, in the execution of high-speed tumble-recovery maneuvers, the new method consistently achieves shorter stabilization times and requires lower control effort relative to those corresponding to the quaternion-based and geometric-control methods used as benchmarks.
• Abstract（参考訳）: 我々は、四元数に基づく定式化を超えてオイラー軸角表現を一般化する回転系に対する新しい態度制御法を導入する。 基本リャプノフの安定性理論と拡張された$K_{\infty}$関数の概念を用いて、得られた閉ループ(CL)スキームの単一固定点の大域的漸近安定性を決定する方法を開発した。 従来の四元数に基づく手法とは対照的に、一般化された軸角アプローチは、制御された回転系の角速度に依存する遷移状態のスイッチングスキームと組み合わせることで、制御則の設計においてより大きな柔軟性を実現する。 シミュレーションと実時間実験により,提案手法の有効性を実証した。 記録データによると, 高速タンブル回収操作を行う場合, 新手法は安定時間を一貫して短縮し, ベンチマークとして用いる四元数ベースおよび幾何制御法に対応する手法と比較して制御時間を小さくする。

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