論文の概要: Acceleration-Based Control of Fixed-Wing UAVs for Guidance Applications

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.23821v1
• Date: Fri, 27 Feb 2026 09:03:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.758779
• Title: Acceleration-Based Control of Fixed-Wing UAVs for Guidance Applications
• Title（参考訳）: 誘導用固定翼UAVの加速制御
• Authors: Jixiang Wang, Siyuan Yang, Ziyi Wu, Siqi Wei, Ashay Wakode, Agata Barcis, Hung Nguyen, Shaoming He,
• Abstract要約: 加速指令法(例:比例航法)は高いレベルの意思決定には魅力的であるが、固定翼UAVへの直接配置は困難である。 本稿では,命令付き接点加速度と正規化加速度を,メインストリームのオートパイロットと互換性のある実行可能なボディレートおよび正規化推力コマンドに変換するアクセラレーションレベル外ループ制御フレームワークを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.096132593510589
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Acceleration-commanded guidance laws (e.g., proportional navigation) are attractive for high-level decision making, but their direct deployment on fixed-wing UAVs is challenging because accelerations are not directly actuated and must be realized through attitude and thrust under flight-envelope constraints. This paper presents an acceleration-level outer-loop control framework that converts commanded tangential and normal accelerations into executable body-rate and normalized thrust commands compatible with mainstream autopilots (e.g., PX4/APM). For the normal channel, we derive an engineering mapping from the desired normal acceleration to roll- and pitch-rate commands that regulate the direction and magnitude of the lift vector under small-angle assumptions. For the tangential channel, we introduce an energy-based formulation inspired by total energy control and identify an empirical thrust-energy acceleration relationship directly from flight data, avoiding explicit propulsion modeling or thrust bench calibration. We further discuss priority handling between normal and tangential accelerations under saturation and non-level maneuvers. Extensive real-flight experiments on a VTOL fixed-wing platform demonstrate accurate acceleration tracking and enable practical implementation of proportional navigation using only body-rate and normalized thrust interfaces.
• Abstract（参考訳）: 高速誘導法(例:比例航法)は、高水準意思決定には魅力的であるが、固定翼UAVへの直接展開は、加速が直接アクティベートされず、飛行のエンベロープ制約下での姿勢や推力によって実現されなければならないため、困難である。 本稿では,命令付き接点と正規化アクセラレーションを,メインストリームのオートパイロット(PX4/APMなど)と互換性のある実行可能ボディーレートおよび正規化スラストコマンドに変換する,アクセラレーションレベル外ループ制御フレームワークを提案する。 通常のチャネルに対して、所望の通常の加速度から、小さな角度の仮定の下でリフトベクトルの方向と大きさを調節するロール・アンド・ピッチ・レート・コマンドへのエンジニアリングマッピングを導出する。 本稿では,全エネルギー制御にインスパイアされたエネルギーベースの定式化を導入し,飛行データから直接推力・エネルギー加速度関係を同定し,明示的な推力モデリングやスラストベンチキャリブレーションを回避する。 さらに,飽和条件下での正常加速度と接加速度の優先度処理について検討する。 VTOL固定翼プラットフォームにおける大規模な実飛行実験は、正確な加速度追跡を示し、ボディレートと正規化スラスタインタフェースのみを用いた比例航法の実現を可能にする。

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