論文の概要: Selective Sliding Mode Control Enhances Robustness of Aerial Robots Under Disturbances

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.38930v1
• Date: Wed, 28 Oct 2026 21:18:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-11-03 08:16:42.975366
• Title: Selective Sliding Mode Control Enhances Robustness of Aerial Robots Under Disturbances
• Title（参考訳）: 空中ロボットの外乱時のロバスト性を高める選択的スライディングモード制御
• Abstract要約: 本稿では,ロバスト制御がカスケードアーキテクチャのどこにあるかを決定するための原則的手法を提案する。 スラング・ペイロードおよび斜め風障害下でのクレージーフリー2.1の四極子実験は、規則が選択した軸に集中した追跡改善を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9634859579172251
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quadrotor control under disturbances such as wind gusts and payload variations remains challenging. First-order sliding mode control (SMC) and matched/unmatched uncertainty distinction are classical approaches; however, neither tells a practitioner which loops in a cascaded controller should be made robust to sustain disturbances, how to tune those loops, nor what the additional costs are on an embedded processor. Applying robust control uniformly across all axes addresses disturbances indiscriminately, adding tuning effort on axes where no disturbance acts. On inherently underactuated vehicles, disturbances along some axes cannot be opposed directly at all. We propose a principled methodology for deciding where robust control belongs in a cascaded architecture, with all control running onboard the vehicle. We recover the acting disturbance from PID hover flights under disturbance by inverting the equations of motion, use the recovered signal to identify and quantify the excited axes, and deploy robust control where it counts. Experiments on a Crazyflie 2.1 quadrotor under slung-payload and oblique-wind disturbances show tracking improvements concentrated on the axes the rule selects, and gain sweeps confirm that the switching gain reduces error on matched axes but has no effect on an excited unmatched axis, as the analysis predicts.
• Abstract（参考訳）: 風洞やペイロードの変動などの乱れによるクアドロター制御は依然として困難である。 ファーストオーダースライディングモード制御(SMC)とマッチ/アンマッチの不確実性区別は古典的なアプローチであるが、カスケードコントローラのどのループが乱れの持続、ループの調整方法、組み込みプロセッサの追加コストの調整に頑健にされるべきかは、どちらも言うに及ばない。 すべての軸に一様にロバスト制御を適用することは、乱れに無差別に対処し、乱れが作用しない軸にチューニングの努力を加える。 本質的に不安定な車両では、いくつかの軸に沿った乱れは直接反対できない。 そこで本研究では,ロバスト制御が車載アーキテクチャのどこにあるかを決定するための原則的手法を提案する。 動作方程式を逆転させてPIDホバーフライトの動作障害を回復し、回復した信号を用いて励起軸を同定・定量化し、その位置で頑健な制御を展開する。 スラングペイロードおよび斜め風外乱下でのクラジフリー2.1の四極子実験は、規則が選択した軸に集中した追跡改善を示し、ゲインスイープは、切換ゲインが整合軸の誤差を減少させるが、解析が予測するように、励起未整合軸には何の影響も与えないことを確認した。

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