論文の概要: Disturbance-Aware Flight Control of Robotic Gliding Blimp via Moving Mass Actuation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.21188v1
• Date: Thu, 29 Jan 2026 02:36:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:40.995878
• Title: Disturbance-Aware Flight Control of Robotic Gliding Blimp via Moving Mass Actuation
• Title（参考訳）: 移動質量アクチュエータを用いたロボットグリップの外乱認識飛行制御
• Authors: Hao Cheng, Feitian Zhang,
• Abstract要約: LTA(Lighter-than-air Air System)のようなロボットの飛行は、長時間の持続性と本質的に安全な操作を提供するが、風乱の影響を受けやすい。 本稿では,風による影響を明示的にモデル化し補償することにより,LTAプラットフォームに対する外乱認識制御フレームワークの欠如に対処する。 移動地平線推定器(MHE)は、リアルタイムな風の摂動を推定し、これらの推定をモデル予測制御器(MPC)に提供し、様々な風条件下でのロバストな軌道と方向制御を可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.073162687197271
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Robotic blimps, as lighter-than-air (LTA) aerial systems, offer long endurance and inherently safe operation but remain highly susceptible to wind disturbances. Building on recent advances in moving mass actuation, this paper addresses the lack of disturbance-aware control frameworks for LTA platforms by explicitly modeling and compensating for wind-induced effects. A moving horizon estimator (MHE) infers real-time wind perturbations and provides these estimates to a model predictive controller (MPC), enabling robust trajectory and heading regulation under varying wind conditions. The proposed approach leverages a two-degree-of-freedom (2-DoF) moving-mass mechanism to generate both inertial and aerodynamic moments for attitude and heading control, thereby enhancing flight stability in disturbance-prone environments. Extensive flight experiments under headwind and crosswind conditions show that the integrated MHE-MPC framework significantly outperforms baseline PID control, demonstrating its effectiveness for disturbance-aware LTA flight.
• Abstract（参考訳）: LTA(Lighter-than-air Air System)のようなロボットの飛行は、長時間の持続性と本質的に安全な操作を提供するが、風乱の影響を受けやすい。 本稿では, 風による影響を明示的にモデル化し, 補償することにより, LTAプラットフォームにおける乱れ認識制御フレームワークの欠如に対処する。 移動地平線推定器(MHE)は、リアルタイムな風の摂動を推定し、これらの推定をモデル予測制御器(MPC)に提供し、様々な風条件下でのロバストな軌道と方向制御を可能にする。 提案手法は2自由度(2-DoF)移動質量機構を利用して、姿勢制御と方向制御のための慣性・空気力学的モーメントを生成する。 ヘッドウインドおよびクロスウインド条件下での大規模な飛行実験により、統合MHE-MPCフレームワークはベースラインPID制御を著しく上回っており、外乱を意識したLTA飛行の有効性を示す。

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