Linear and Nonlinear Control of Small-Scale Unmanned Helicopters
Language: English
Published by Springer, Springer Dez 2012, 2012
Series: Book 6 of 56 - Intelligent Systems, Control and Automation: Science and Engineering
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- New
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This item is printed on demand - Print on Demand Titel. Neuware -There has been significant interest for designing flight controllers for small-scale unmanned helicopters. Such helicopters preserve all the physical attributes of their full-scale counterparts, being at the same time more agile and dexterous. This book presents a comprehensive and well justified analysis for designing flight controllers for small-scale unmanned helicopters guarantying flight stability and tracking accuracy. The design of the flight controller is a critical and integral part for developing an autonomous helicopter platform. Helicopters are underactuated, highly nonlinear systems with significant dynamic coupling that needs to be considered and accounted for during controller design and implementation. Most reliable mathematical tools for analysis of control systems relate to modern control theory. Modern control techniques are model-based since the controller architecture depends on the dynamic representation of the system to be controlled. Therefore, the flight controller design problem is tightly connected with the helicopter modeling.This book provides a step-by-step methodology for designing, evaluating and implementing efficient flight controllers for small-scale helicopters. Design issues that are analytically covered include:¿ An illustrative presentation of both linear and nonlinear models of ordinary differential equations representing the helicopter dynamics. A detailed presentation of the helicopter equations of motion is given for the derivation of both model types. In addition, an insightful presentation of the main rotor's mechanism, aerodynamics and dynamics is also provided. Both model types are of low complexity, physically meaningful and capable of encapsulating the dynamic behavior of a large class of small-scale helicopters.¿ An illustrative and rigorous derivation of mathematical control algorithms based on both the linear and nonlinear representation of the helicopter dynamics. Flight controller designs guarantee that the tracking objectives of the helicopter's inertial position (or velocity) and heading are achieved. Each controller is carefully constructed by considering the small-scale helicopter's physical flight capabilities. Concepts of advanced stability analysis are used to improve the efficiency and reduce the complexity of the flight control system. Controller designs are derived in both continuous time and discrete time covering discretization issues, which emerge from the implementation of the control algorithm using microprocessors.¿ Presentation of the most powerful, practical and efficient methods for extracting the helicopter model parameters based on input/output responses, collected by the measurement instruments. This topic is of particular importance for real-life implementation of the control algorithms.This book is suitable for students and researches interested in the development and the mathematical derivation of flight controllers for small-scale helicopters. Background knowledge in modern control is required.Springer-Verlag KG, Sachsenplatz 4-6, 1201 Wien 224 pp. Englisch.…
Seller Inventory # 9789400733695
- Title
- Linear and Nonlinear Control of Small-Scale Unmanned Helicopters
- Author
- Ioannis A. Raptis
- Publisher
- Springer, Springer Dez 2012
- Publication year
- 2012
- Condition
- Neu
- Binding
- Taschenbuch
- Language
- English
- ISBN 10
- 9400733690
- ISBN 13
- 9789400733695
- Item weight
- 347 grams
- Dimensions
- 235x155x13 mm
- Series
- Book 6 of 56: Intelligent Systems, Control and Automation: Science and Engineering
There has been significant interest for designing flight controllers for small-scale unmanned helicopters. Such helicopters preserve all the physical attributes of their full-scale counterparts, being at the same time more agile and dexterous. This book presents a comprehensive and well justified analysis for designing flight controllers for small-scale unmanned helicopters guarantying flight stability and tracking accuracy. The design of the flight controller is a critical and integral part for developing an autonomous helicopter platform. Helicopters are underactuated, highly nonlinear systems with significant dynamic coupling that needs to be considered and accounted for during controller design and implementation. Most reliable mathematical tools for analysis of control systems relate to modern control theory. Modern control techniques are model-based since the controller architecture depends on the dynamic representation of the system to be controlled. Therefore, the flight controller design problem is tightly connected with the helicopter modeling.
This book provides a step-by-step methodology for designing, evaluating and implementing efficient flight controllers for small-scale helicopters. Design issues that are analytically covered include:
• An illustrative presentation of both linear and nonlinear models of ordinary differential equations representing the helicopter dynamics. A detailed presentation of the helicopter equations of motion is given for the derivation of both model types. In addition, an insightful presentation of the main rotor's mechanism, aerodynamics and dynamics is also provided. Both model types are of low complexity, physically meaningful and capable of encapsulating the dynamic behavior of a large class of small-scale helicopters.
• An illustrative and rigorous derivation of mathematical control algorithms based on both the linear and nonlinear representation of the helicopter dynamics. Flight controller designs guarantee that the tracking objectives of the helicopter's inertial position (or velocity) and heading are achieved. Each controller is carefully constructed by considering the small-scale helicopter's physical flight capabilities. Concepts of advanced stability analysis are used to improve the efficiency and reduce the complexity of the flight control system. Controller designs are derived in both continuous time and discrete time covering discretization issues, which emerge from the implementation of the control algorithm using microprocessors.
• Presentation of the most powerful, practical and efficient methods for extracting the helicopter model parameters based on input/output responses, collected by the measurement instruments. This topic is of particular importance for real-life implementation of the control algorithms.
This book is suitable for students and researches interested in the development and the mathematical derivation of flight controllers for small-scale helicopters. Background knowledge in modern control is required.
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About the Author
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From 1991 to 1999 he was with The Center for Advanced Computer Studies (CACS), University of Louisiana at Lafayette (http://www.cacs.louisiana.edu) where he served as Associate Professor(1991-1995) and Professor (since 1995) of Computer Engineering, as Associate Director for Research at the A-CIM Center (1993-1999) and as Director of the Robotics and Automation Laboratory. He also held the A-CIM/[TC]2/Regents Professorship in Manufacturing.
From 1999-2003, he was Professor in the Department of Production Engineering and Management, Technical University of Crete (http://www.tuc.gr), Greece, where he also served as Director of the Laboratory of Intelligent Systems and Robotics, Director of the Graduate Program and Chair of the University Industrial Advisory Board.From 2003-August 2008 he was Professor at the Department of Computer Science and Engineering, University of South Florida (http://www.cse.usf.edu), where he also served as Deputy Director at the Center for Robot-Assisted Search and Rescue (CRASAR) until the summer of 2005. In 2006, he created the Unmanned Systems Laboratory in the College of Engineering, in which he served as Director. Hewas also the Managing Director of the National Institute for Applied Computational Intelligence (NIACI) and a Faculty Associate at the Center for Urban Transportation Research (CUTR).
He joined the University of Denver on September 1, 2008, as Professor and Chair of the Electrical and Computer Engineering Department. Since July 1, 2009, he is also Acting Chair of the Computer Science Department. In 2009, he established the DU Unmanned Systems Laboratory (DU2SL), serving as its Director.He is also Guest Professor in the Faculty of Electrical Engineering and Computing, Department of Telecommunications, University of Zagreb (http://www.fer.hr), Croatia.
Dr. Valavanis' research interests are focused in the areas of Unmanned Systems, Distributed Intelligence Systems, Robotics and Automation. He has published over 300 book chapters, technical journal/transaction and referred conference papers. He has co-authored the book Intelligent Robotic Systems: Theory, Design and Applications (with Dr. G. N. Saridis), Kluwer Academic Publishers, 1992; he co-edited (with B. Siciliano) the book Control Problems in Robotics and Automation, Lecture Notes in Control and Information Sciences, Vol. 230, Springer-Verlag, 1998. He also co-authored (with J. Balic, N. Tsourveloudis and S. Ioannidis) the book Intelligent Manufacturing Systems: Programming and Control, University of Maribor Publications, 2003. He is also the Editor (and co-author of nine chapters) of the book Advances in Unmanned Aerial Vehicles: State of the art and the road to autonomy, Springer, 2007. He co-edited the book (with P. Oh and L. A. Piegl) Unmanned Aircraft Systems - International Symposium on Unmanned Aerial Vehicles, UAV’08, Springer, 2009; he co-authored the book (with K. Dalamagkidis and L. A. Piegl) On Integrating Unmanned Aircraft Systems in to the National Airspace System: Issues, Challenges, Operational Restrictions, Certification, and Recommendations<, Springer, 2009 – the Second Edition of this book will be published in 2011. He also edited the book Intelligent Control Applications to Engineering Systems, Springer, 2009, and the book Selected Papers from the 2nd International Symposium on Unmanned Aerial Vehicles, (with R. Beard, P. Oh, A. Ollero, L. Piegl, H. D. Shim), Springer, 2010. Most recently, he published the book Linear and Nonlinear Control of Small-Scale Unmanned Helicopters (I. A. Raptis, K. P. Valavanis), Springer 2011. His most recent book project, to be completed in 2012, is the Handbook of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), with emphasis on: UAV History and Fundamentals, UAV Technologies, UAV Integration into the National Airspace, Applications, Who is Who in UAVs, Future Trends (K. P. Valavanis, G. J. Vachtsevanos), to be published by Springer. Further, he is publishing the book K. P. Valavanis (Editor), Unmanned Aerial Vehicles, Selected Papers from the 3rd UAV Symposiumheld in Dubai, June 2010 (in print, to be published in early 2011). In addition, he is the co-author (with G. Atsalakis and K. Zopounidis) of the book Stock Market Forecasting Techniques (in Greek), published by Klidarithmos (ISBN 978-960-461-121-8) in 2008. He has organized two International Advanced Robotics Programme (IARP) meetings in Lisbon, Portugal, and Lafayette, LA, he has taught Tutorial Workshops at the IEEE CDC, ACC, and ICRA, Conference on Telecommunications (ConTel) and the Mediterranean Conference in Control and Automation. He served as Associate Editor of the IEEE Transactions in Robotics and Automation from 2/1996-2/1999, as the Robotics and Automation Society “Discrete Event Dynamic Systems Technical Committee” co-Chair for two years, and as an Associate Editor of the IEEE Robotics and Automation Society Magazine from 1994 to 1995. He was Editor-in-chief of the Magazine for ten years (1996-2005). He was also the Book Review Editor of the Journal of Intelligent andRobotic Systems until 2006, and since then, he serves as the Editor-in-Chief of the Journal. He serves on the Editorial Advisory Board of the International Series on Microprocessor Based and Intelligent Systems Engineering Series published by Springer. He also served as a member of the IEEE Robotics and Automation Society Awards Committee for three years, and as co-chair/chair of the Aerial Robotics and Unmanned Aerial Vehicles Technical Committee (2008-2010).Dr. Valavanis has been on the organizing committee of many IEEE conferences, serving as General, Program, Registration and Local Arrangements Chair. He was the General Chair (with F. Lewis) of the 11th Mediterranean Conference on Control and Automation, June 2003, and the Program Chair of the 2004 IEEE ICRA. He was the General Chair (with P. Anstaklis) of the 15th Mediterranean Conference on Control and Automation, June 2007, and the General Chair (with W. Gruver) of the IEEE SMC International Conference on Distributed Human-Machine Systems, March 2008. He is also the General Chair of the 2011 IEEE Multi-Conference on Systems and Control, the Conference Chair of the 16th IASTED International Conference on Control and Applications, June 2011, and the General Chair of the 2011 International Conference on Unmanned Aircraft Systems. In 1998, he was elected as Vice President – Administration of the IEEE Mediterranean Control Association (MCA). He was a Distinguished Speaker in the IEEE Robotics and Automation Society (- 2003), a senior member of IEEE and a Fellow of the American Association for the Advancement of Science. He is also a Fulbright Scholar.
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An Thorsten Retsch, Oberölschnitz 16, 95517 Emtmannsberg, E-Mail-Adresse: mimpf2000@online.de :
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die Erbringung der folgenden Dienstleistung () -
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Anschrift des/ der Verbraucher(s)
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Datum
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Allgemeine Geschäftsbedingungen und Kundeninformationen/Datenschutzerklärung
I. Allgemeine Geschäftsbedingungen
§ 1 Grundlegende Bestimmungen
(1) Die nachstehenden Geschäftsbedingungen gelten für Verträge, die Sie mit uns als Anbieter (Thorsten Retsch) über die Internetplattformen AbeBooks und/oder ZVAB schließen. Soweit nicht anders vereinbart, wird der Einbeziehung gegebenenfalls von Ihnen verwendeter eigener Bedingungen widersprochen.
(2) Verbraucher im Sinne der nachstehenden Regelungen ist jede natürliche Person, die ein Rechtsgeschäft zu Zwecken abschließt, die überwiegend weder ihrer gewerblichen noch ihrer selbständigen beruflichen Tätigkeit zugerechnet werden kann. Unternehmer ist jede natürliche oder juristische Person oder eine rechtsfähige Personengesellschaft, die bei Abschluss eines Rechtsgeschäfts in Ausübung ihrer selbständigen beruflichen oder gewerblichen Tätigkeit handelt.
§ 2 Zustandekommen des Vertrages
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§ 3 Zurückbehaltungsrecht, Eigentumsvorbehalt
(1) Ein Zurückbehaltungsrecht können Sie nur ausüben, soweit es sich um Forderungen aus demselben Vertragsverhältnis handelt.
(2) Die Ware bleibt bis zur vollständigen Zahlung des Kaufpreises unser Eigentum.
§ 4 Gewährleistung
(1) Es bestehen die gesetzlichen Mängelhaftungsrechte.
(2) Soweit Sie vor Abgabe der Vertragserklärung durch uns darüber in Kenntnis gesetzt werden und dies ausdrücklich und gesondert vereinbart wurde, beträgt die Verjährungsfrist für Mängelansprüche bei gebrauchten Waren ein Jahr ab Ablieferung der Ware. Die vorstehende Einschränkung gilt nicht:
- für uns zurechenbare schuldhaft verursachte Schäden aus der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit und bei vorsätzlich oder grob fahrlässig verursachten sonstigen Schäden;
- soweit wir den Mangel arglistig verschwiegen oder eine Garantie für die Beschaffenheit der Ware übernommen haben.
(3) Als Verbraucher werden Sie gebeten, die Ware bei Lieferung umgehend auf Vollständigkeit, offensichtliche Mängel und Transportschäden zu überprüfen und uns sowie dem Spediteur Beanstandungen schnellstmöglich mitzuteilen. Kommen Sie dem nicht nach, hat dies keine Auswirkung auf Ihre gesetzlichen Gewährleistungsansprüche.
(4) Soweit ein Merkmal der Ware von den objektiven Anforderungen abweicht, gilt die Abweichung nur dann als vereinbart, wenn Sie vor Abgabe der Vertragserklärung durch uns über selbige in Kenntnis gesetzt wurden und die Abweichung ausdrücklich und gesondert zwischen den Vertragsparteien vereinbart wurde.
§ 5 Rechtswahl
(1) Es gilt deutsches Recht. Bei Verbrauchern gilt diese Rechtswahl nur, soweit hierdurch der durch zwingende Bestimmungen des Rechts des Staates des gewöhnlichen Aufenthaltes des Verbrauchers gewährte Schutz nicht entzogen wird (Günstigkeitsprinzip).
(2) Die Bestimmungen des UN-Kaufrechts finden ausdrücklich keine Anwendung.
II. Kundeninformationen
- Identität des Verkäufers
Thorsten Retsch
Oberölschnitz 16
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Deutschland
Telefon: 092092023188
E-Mail: order@buchversandmimpf2000.de
Wir sind nicht bereit und nicht verpflichtet, an Streitbeilegungsverfahren vor Verbraucherschlichtungsstellen teilzunehmen.
- Informationen zum Zustandekommen des Vertrages
Die technischen Schritte zum Vertragsschluss, der Vertragsschluss selbst und die Korrekturmöglichkeiten erfolgen nach Maßgabe der Regelungen "Zustandekommen des Vertrages" unserer Allgemeinen Geschäftsbedingungen (Teil I.).
- Vertragssprache, Vertragstextspeicherung
3.1. Vertragssprache ist deutsch .
3.2. Der vollständige Vertragstext wird von uns nicht gespeichert. Vor Absenden der Bestellung können die Vertragsdaten über die Druckfunktion des Browsers ausgedruckt oder elektronisch gesichert werden. Nach Zugang der Bestellung bei uns werden die Bestelldaten, die gesetzlich vorgeschriebenen Informationen bei Fernabsatzverträgen und die Allgemeinen Geschäftsbedingungen nochmals per E-Mail an Sie übersandt.
- Wesentliche Merkmale der Ware oder Dienstleistung
Die wesentlichen Merkmale der Ware und/oder Dienstleistung finden sich im jeweiligen Angebot.
- Preise und Zahlungsmodalitäten
5.1. Die in den jeweiligen Angeboten angeführten Preise sowie die Versandkosten stellen Gesamtpreise dar. Sie beinhalten alle Preisbestandteile einschließlich aller anfallenden Steuern.
5.2. Die anfallenden Versandkosten sind nicht im Kaufpreis enthalten. Sie sind über eine entsprechend bezeichnete Schaltfläche auf unserer Internetpräsenz oder im jeweiligen Angebot aufrufbar, werden im Laufe des Bestellvorganges gesondert ausgewiesen und sind von Ihnen zusätzlich zu tragen, soweit nicht die versandkostenfreie Lieferung zugesagt ist.
5.3. Erfolgt die Lieferung in Länder außerhalb der Europäischen Union können von uns nicht zu vertretende weitere Kosten anfallen, wie z.B. Zölle, Steuern oder Geldübermittlungsgebühren (Überweisungs- oder Wechselkursgebühren der Kreditinstitute), die von Ihnen zu tragen sind.
5.4. Entstandene Kosten der Geldübermittlung (Überweisungs- oder Wechselkursgebühren der Kreditinstitute) sind von Ihnen in den Fällen zu tragen, in denen die Lieferung in einen EU-Mitgliedsstaat erfolgt, die Zahlung aber außerhalb der Europäischen Union veranlasst wurde.
5.5. Die Ihnen zur Verfügung stehenden Zahlungsarten sind unter einer entsprechend bezeichneten Schaltfläche auf unserer Internetpräsenz oder im jeweiligen Angebot ausgewiesen.
5.6. Soweit bei den einzelnen Zahlungsarten nicht anders angegeben, sind die Zahlungsansprüche aus dem geschlossenen Vertrag sofort zur Zahlung fällig.
- Lieferbedingungen
6.1. Die Lieferbedingungen, der Liefertermin sowie gegebenenfalls bestehende Lieferbeschränkungen finden sich unter einer entsprechend bezeichneten Schaltfläche auf unserer Internetpräsenz oder im jeweiligen Angebot.
Soweit im jeweiligen Angebot oder unter der entsprechend bezeichneten Schaltfläche keine andere Frist angegeben ist, erfolgt die Lieferung der Ware innerhalb von 3-5 Tagen nach Vertragsschluss (bei vereinbarter Vorauszahlung jedoch erst nach dem Zeitpunkt Ihrer Zahlungsanweisung).
6.2. Soweit Sie Verbraucher sind, ist gesetzlich geregelt, dass die Gefahr des zufälligen Untergangs und der zufälligen Verschlechterung der verkauften Sache während der Versendung erst mit der Übergabe der Ware an Sie übergeht, unabhängig davon, ob die Versendung versichert oder unversichert erfolgt. Dies gilt nicht, wenn Sie eigenständig ein nicht vom Unternehmer benanntes Transportunternehmen oder eine sonst zur Ausführung der Versendung bestimmte Person beauftragt haben.
- Gesetzliches Mängelhaftungsrecht
Die Mängelhaftung richtet sich nach der Regelung "Gewährleistung" in unseren Allgemeinen Geschäftsbedingungen (Teil I).
letzte Aktualisierung: 22.10.2024
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