ロータ遅れ・計測遅延・センサノイズ下のクアッドロータ向けカスケードADRCにおけるアクチュエータ考慮型オブザーバ入力

- 対象は quadrotor の sampled cascade LADRC。 - 問題は extended-state observer が瞬時指令を受け取る一方、測定は遅延し rotor-filtered acceleration を反映する点。 - 提案は actuator-aware (AA) observer inputs。 - 高度・姿勢 observer は assumed rotor model で filtered した limited virtual inputs を measurement delay に整合させて使用。 - 水平 observer は measured attitude から再構成した acceleration を使用。 - 固定 gain は離散時間モデル上で sensitivity・step-response 要件と制御 variance/increment・noise-induced inner-loop increment の stationary covariance ceilings の下で選定。

- 従来の sampled cascade LADRC は observer に瞬時 command を入力し、遅延測定との不整合を放置。 - 提案は rotor lag・measurement delay・sensor noise を observer 入力設計に明示的に取り込む点が新しい。 - 比較対象の PID-Budget に対し AA-Budget/AA-HalfGain は mean RMSE 65.5 mm 対 19.2/16.9 mm。 - 厳しい共通 cascade ceiling 下でも AA は 29.9/26.4 mm 対 PID 72.3 mm（PID は約2倍の rotor-command increment 使用）。 - EKF2 背後でも AA-Budget-E は PID-E の 59.1 mm を 44.0 mm に低減し、全 paired set-point/lemniscate run で rotor-command increment も低い。

- altitude/attitude observer への入力を、assumed rotor model で filter した limited virtual inputs とし measurement delay に整列。 - horizontal observer には measured attitude から再構成した acceleration を入力。 - 離散時間モデル上で固定 gain を選定。 - sensitivity と step-response の要件。 - 各 channel の control variance/increment と full cascade の noise-induced inner-loop increment に stationary covariance ceilings。 - EKF2 向けには estimation errors に fitted した noise model と estimator-aware ceilings で再設計（AA-Budget-E, AA-HalfGain-E）。

- paired set-point trials で PID-Budget, AA-Budget, AA-HalfGain の mean RMSE を比較（65.5, 19.2, 16.9 mm）。 - stricter common cascade ceiling 下でも AA 29.9/26.4 mm 対 PID 72.3 mm を確認。 - PX4 software-in-the-loop runs で結果を再現。 - EKF2 背後で estimation errors に fitted した noise model が held-out/out-of-sample runs で roll/pitch・yaw increments を 5% 以内、total rotor-command increment を 14% 以内に予測。 - AA-Budget-E は set-point RMSE 59.1→44.0 mm、lemniscate を含む全 paired run で rotor-command increment 低減（S6 mean 45% before/15%…

- 証拠は simulation-based であり、実機検証ではない。 - ceilings は nominal tuning constraints である点が限界。 - AA-HalfGain-E は lemniscate 以外で PID-E を上回らないなど設計間の差がある。 - 実機・実飛行での rotor lag/delay/noise モデル妥当性や EKF2 以外の estimator への一般化は要旨からは不明。

- 比較対象の PID-Budget / PID-E（baseline PID）。 - PX4 software-in-the-loop と EKF2（estimator stack）。 - sampled cascade linear active disturbance rejection control (LADRC) と extended-state observer の関連研究。 - 実機 quadrotor での ADRC/observer 設計・遅延補償の定番研究（具体名は要旨からは不明）。