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Control de Seguimiento Adaptativo de Modo Deslizante Terminal por Retroceso con Algoritmo Super-Twisting de Drones Quadrotor Sujetos a Fallos y Perturbaciones

Autores: Zhang, Ye; Fu, Yihao; Han, Zhiguo; Wang, Jingyu

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Control de Seguimiento Adaptativo de Modo Deslizante Terminal por Retroceso con Algoritmo Super-Twisting de Drones Quadrotor Sujetos a Fallos y Perturbaciones


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Avance
Desafíos
Sistema de control
Algoritmo de super-torsión
Control en modo deslizante terminal
Experimentos de simulación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El rápido avance de los sistemas de cuadricópteros ha introducido desafíos significativos en múltiples disciplinas. Entre estos, la tolerancia a fallos y el seguimiento de trayectorias en entornos complejos han sido reconocidos durante mucho tiempo como desafíos críticos en la investigación del control de cuadricópteros. Para abordar problemas como la degradación del rendimiento de los rotores y las perturbaciones externas, se desarrolló un novedoso sistema de control de posición y actitud, con el objetivo de lograr un seguimiento preciso de la posición y la actitud. Inicialmente, se formuló un modelo dinámico del cuadricóptero, que sirvió como base para el diseño del controlador. Luego, se empleó el control de modo deslizante terminal del algoritmo de super-twisting (STATSMC) dentro del bucle de posición para suprimir el chattering mediante el algoritmo de super-twisting. Posteriormente, se propuso un nuevo control de modo deslizante terminal adaptativo de retroceso del algoritmo de super-twisting (STABATSMC) para mitigar la salida del controlador y permitir la adherencia a los ángulos de Euler deseados en caso de fallo. Este enfoque permite que el cuadricóptero siga con precisión los comandos de posición y logre los ángulos de actitud deseados. La introducción del control de modo deslizante terminal mejora la velocidad de convergencia y la precisión del seguimiento, mientras que el algoritmo de super-twisting mitiga el chattering y suaviza la salida del control. Finalmente, se llevaron a cabo una serie de experimentos de simulación en el entorno de Simulink para validar el sistema de control propuesto. Los resultados experimentales se comparan con el método de control de modo deslizante terminal de última generación, demostrando el rendimiento superior y la efectividad del método propuesto.

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