Control Sinérgico Constrenido de Tiempo Fijo Preasignado para UAVs de Ala Fija Múltiples con Fallos en los Actuadores
Autores: Lu, Jianhua; Yuan, Zehao; Wang, Ning
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Control Sinérgico Constrenido de Tiempo Fijo Preasignado para UAVs de Ala Fija Múltiples con Fallos en los Actuadores
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Estudio
Control tolerante a fallos en tiempo fijo
Vehículos aéreos no tripulados
Función de Lyapunov
Fallos en los actuadores
Control de seguimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio se centra en el problema de control tolerante a fallos de tiempo fijo distribuido para una red de vehículos aéreos no tripulados (VANT) de ala fija con seis grados de libertad (DOF), que están sujetos a restricciones de estado completo y fallos en los actuadores. La novedad del diseño propuesto radica en la incorporación de una función de Lyapunov de barrera de tipo tangente asimétrica y variable en el tiempo (BLF), que es aplicable tanto en escenarios con restricciones como sin ellas. Esta función asegura que los estados del VANT permanezcan dentro de conjuntos compactos en todo momento mientras se logra una convergencia de tiempo fijo. Además, se desarrolla una función de rendimiento de tiempo fijo (FTPF) para eliminar la dependencia de funciones exponenciales comúnmente utilizadas en métodos de control de tiempo fijo tradicionales. Los efectos adversos de los fallos en los actuadores, incluidos el bloqueo en su lugar y la pérdida de efectividad, se mitigan a través de un diseño de control de seguimiento uniforme acotado. Un análisis riguroso de la función de Lyapunov demuestra que todas las señales en lazo cerrado son semi-globalmente uniformemente acotadas en última instancia (SGUUB), con errores de seguimiento de velocidad y actitud convergiendo a conjuntos residuales cerca del origen. Se realizan pruebas de validación experimental para confirmar la efectividad de los hallazgos teóricos.
Descripción
Este estudio se centra en el problema de control tolerante a fallos de tiempo fijo distribuido para una red de vehículos aéreos no tripulados (VANT) de ala fija con seis grados de libertad (DOF), que están sujetos a restricciones de estado completo y fallos en los actuadores. La novedad del diseño propuesto radica en la incorporación de una función de Lyapunov de barrera de tipo tangente asimétrica y variable en el tiempo (BLF), que es aplicable tanto en escenarios con restricciones como sin ellas. Esta función asegura que los estados del VANT permanezcan dentro de conjuntos compactos en todo momento mientras se logra una convergencia de tiempo fijo. Además, se desarrolla una función de rendimiento de tiempo fijo (FTPF) para eliminar la dependencia de funciones exponenciales comúnmente utilizadas en métodos de control de tiempo fijo tradicionales. Los efectos adversos de los fallos en los actuadores, incluidos el bloqueo en su lugar y la pérdida de efectividad, se mitigan a través de un diseño de control de seguimiento uniforme acotado. Un análisis riguroso de la función de Lyapunov demuestra que todas las señales en lazo cerrado son semi-globalmente uniformemente acotadas en última instancia (SGUUB), con errores de seguimiento de velocidad y actitud convergiendo a conjuntos residuales cerca del origen. Se realizan pruebas de validación experimental para confirmar la efectividad de los hallazgos teóricos.