Dynamic Modeling and Stabilization Techniques for Tri-Rotor Unmanned Aerial Vehicles

Dong-Wan Yoo; Hyon-Dong Oh; Dae-Yeon Won; Min-Jea Tahk

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저자정보: Dong-Wan Yoo (한국과학기술원) Hyon-Dong Oh (한국과학기술원) Dae-Yeon Won (한국과학기술원) Min-Jea Tahk (한국과학기술원)

저널정보: 한국항공우주학회 International Journal of Aeronautical and Space Sciences International Journal of Aeronautical and Space Sciences Volume.11 Number.3

발행연도: 2010.9

수록면: 167 - 174 (8page)

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The design, dynamics, and control allocation of tri-rotor unmanned aerial vehicles (UAVs) are introduced in this paper. A trirotor UAV has three rotor axes that are equidistant from its center of gravity. Two designs of tri-rotor UAV are introduced in this paper. The single tri-rotor UAV has a servo-motor that is installed on one of the three rotors, which enables rapid control of its motion and its various attitude changes?unlike a quad-rotor UAV that depends only on the angular velocities of four rotors for control. The other design is called ‘coaxial tri-rotor UAV,’ which has two rotors installed on each rotor axis. Since the tri-rotor type of UAV has the yawing problem induced from an unpaired rotor’s reaction torque, it is necessary to derive accurate dynamic and design control logic for both single and coaxial tri-rotors. For that reason, a control strategy is proposed for each type of trirotor, and nonlinear simulations of the altitude, Euler angle, and angular velocity responses are conducted by using a classical proportional-integral-derivative controller. Simulation results show that the proposed control strategies are appropriate for the control of single and coaxial tri-rotor UAVs.

#Tri-rotor #Control strategy #Attitude control system design

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