四軸飛行機の自律飛行において、姿勢制御は最も基本的かつ重要な要素の一つであり、特に空中投下のような迅速な展開が必要な場面では、システムが極めて短時間でパラメータを同定し安定飛行に移行できることが求められる。近年、増分非線形動的逆変換（INDI）制御はモデル不確かさに対する頑健性から注目を集めているが、従来はINDI制御器の全物理パラメータをオフラインで校正する必要があり、さらにパラメータ変動に応じて外側ループのゲインを調整するロバストな手法が不足していた。
本研究では、Tom Aantjesらが、オンラインパラメータ同定とロバストゲインスケジューリング制御を組み合わせた統合的解決策を提案する。まず、マルチロータ機上でINDI制御器の全物理パラメータを0.5秒以内に推定可能であることが示された。この速度は、例えば飛行機を空中に投げ上げるような過渡的な状況でも完全な同定を可能にする。次に、対称四軸飛行機を対象として、信号ベースのH∞閉ループ整形により、フィードフォワードフィルタを含むゲインスケジュールドカスケード姿勢制御器を設計した。この制御器は、オンラインで同定されたシステムパラメータに応じてゲインを調整し、モデル不確かさの下でも良好な安定余裕と追従性能を維持する。
非線形シミュレーションでは、設定された不確かさ範囲内で制御器が有効に機能することが確認された。さらに、完全なオンラインパラメータ同定条件下での飛行実験を実施したところ、実際に同定されたパラメータが事前に定義された不確かさ範囲を大幅に超えていたにもかかわらず、アクチュエータの時定数が40ミリ秒以下の場合には、シミュレーションと同等の許容可能な飛行性能が得られた。この結果は、提案手法の高いロバスト性と実用性を実証している。
本論文は8ページ、11図から構成され、2026年のICUAS会議に採択されている。今後の展望として、より複雑な機体構成や過酷な飛行条件下への拡張が期待される。