Control de Seguimiento Tolerante a Fallos Adaptativo de UAVs Quadrotor contra Incertidumbres de Matrices Inerciales y Restricciones de Estado
Autores: Yang, Shuai; Zou, Zhihui; Li, Yingchao; Shi, Haodong; Fu, Qiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Control de Seguimiento Tolerante a Fallos Adaptativo de UAVs Quadrotor contra Incertidumbres de Matrices Inerciales y Restricciones de Estado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Estudio
Quadrotor
Control tolerante a fallos
Aprendizaje por refuerzo
Seguridad
Simulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un estudio sobre un esquema de control tolerante a fallos para vehículos aéreos no tripulados (UAV) de tipo quadrotor. De acuerdo con el modelo de actitud y el control de seguridad de la aeronave bajo la incertidumbre de la matriz de inercia, se diseña una restricción del estado de actitud mediante aprendizaje por refuerzo para garantizar la seguridad. Incluso si se cruza el límite, se puede devolver al límite mediante una función de penalización diseñada con aprendizaje por refuerzo. Mientras tanto, para inhibir la oscilación causada por la recompensa inmediata como es habitual, se propone una ley de actualización adaptativa. Además, considerando el fallo acoplado del actuador y la saturación de entrada del sistema debido a la incertidumbre de la matriz de inercia, se utiliza en este trabajo una función tipo Nussbaum para abordar este desafío, que probablemente cause la singularidad de la matriz de inercia. Como consecuencia, combinado con la teoría de estabilidad de Lyapunov, se confirma que el esquema de FTC propuesto asegura que todas las señales en lazo cerrado estén acotadas. Se llevan a cabo resultados de simulación para ilustrar la efectividad y ventaja del esquema de control propuesto.
Descripción
Este documento presenta un estudio sobre un esquema de control tolerante a fallos para vehículos aéreos no tripulados (UAV) de tipo quadrotor. De acuerdo con el modelo de actitud y el control de seguridad de la aeronave bajo la incertidumbre de la matriz de inercia, se diseña una restricción del estado de actitud mediante aprendizaje por refuerzo para garantizar la seguridad. Incluso si se cruza el límite, se puede devolver al límite mediante una función de penalización diseñada con aprendizaje por refuerzo. Mientras tanto, para inhibir la oscilación causada por la recompensa inmediata como es habitual, se propone una ley de actualización adaptativa. Además, considerando el fallo acoplado del actuador y la saturación de entrada del sistema debido a la incertidumbre de la matriz de inercia, se utiliza en este trabajo una función tipo Nussbaum para abordar este desafío, que probablemente cause la singularidad de la matriz de inercia. Como consecuencia, combinado con la teoría de estabilidad de Lyapunov, se confirma que el esquema de FTC propuesto asegura que todas las señales en lazo cerrado estén acotadas. Se llevan a cabo resultados de simulación para ilustrar la efectividad y ventaja del esquema de control propuesto.