Control combinado basado en observador de estado y control P/PI optimizado para una operación robusta de cuadricópteros
Autores: Benzinane, Oussama; Rauh, Andreas
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Control combinado basado en observador de estado y control P/PI optimizado para una operación robusta de cuadricópteros
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Análisis matemático
Palabras clave
Control de retroalimentación de estado basado en observador en tiempo discreto
Incertidumbre de parámetros
Fallas del actuador
Ruido estocástico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Este documento trata sobre un diseño de control de retroalimentación de estado basado en observadores en tiempo discreto teniendo en cuenta la incertidumbre de parámetros acotados, fallas del actuador y ruido estocástico en un lazo de control interno que se extiende de manera cascada mediante lazos de control PI y P externos para la regulación de velocidad y posición. El objetivo de la subdivisión correspondiente del modelo de cuadricóptero es el tratamiento del diseño de control de manera sistemática. En el lazo interno, se emplean técnicas de desigualdad de matrices lineales para la colocación de polos en una área deseada dentro del plano complejo. Una robustez del diseño hacia el ruido se logra optimizando simultáneamente las ganancias del control y del observador garantizando la estabilidad en un dominio de estado acotado predefinido. Este procedimiento ayuda a reducir la sensibilidad del lazo de control interno hacia los cambios inducidos por el externo. Finalmente, se emplea un proceso de optimización basado en el modelo para ajustar los parámetros de los controladores P/PI externos. Para permitir la validación de un seguimiento preciso de trayectoria, se presenta una comparación del enfoque novedoso con el uso de una síntesis estándar de regulador lineal cuadrático extendido basado en filtro de Kalman para demostrar la superioridad del nuevo diseño.
Descripción
Este documento trata sobre un diseño de control de retroalimentación de estado basado en observadores en tiempo discreto teniendo en cuenta la incertidumbre de parámetros acotados, fallas del actuador y ruido estocástico en un lazo de control interno que se extiende de manera cascada mediante lazos de control PI y P externos para la regulación de velocidad y posición. El objetivo de la subdivisión correspondiente del modelo de cuadricóptero es el tratamiento del diseño de control de manera sistemática. En el lazo interno, se emplean técnicas de desigualdad de matrices lineales para la colocación de polos en una área deseada dentro del plano complejo. Una robustez del diseño hacia el ruido se logra optimizando simultáneamente las ganancias del control y del observador garantizando la estabilidad en un dominio de estado acotado predefinido. Este procedimiento ayuda a reducir la sensibilidad del lazo de control interno hacia los cambios inducidos por el externo. Finalmente, se emplea un proceso de optimización basado en el modelo para ajustar los parámetros de los controladores P/PI externos. Para permitir la validación de un seguimiento preciso de trayectoria, se presenta una comparación del enfoque novedoso con el uso de una síntesis estándar de regulador lineal cuadrático extendido basado en filtro de Kalman para demostrar la superioridad del nuevo diseño.