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Detección de Fallos y Control Cooperativo Tolerante a Fallos de Múltiples UAVs bajo Fallos de Actuadores, Fallos de Sensores y Perturbaciones por Viento

Autores: Yang, Zhongyu; Li, Mengna; Yu, Ziquan; Cheng, Yuehua; Xu, Guili; Zhang, Youmin

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Detección de Fallos y Control Cooperativo Tolerante a Fallos de Múltiples UAVs bajo Fallos de Actuadores, Fallos de Sensores y Perturbaciones por Viento


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Detección de fallos
Control cooperativo tolerante a fallos
Vehículos aéreos no tripulados de ala fija
Fallos en los actuadores
Fallos en los sensores
Perturbaciones del viento

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se proponen estrategias de detección de fallas (FD) y control cooperativo tolerante a fallas (FTCC) en este documento para múltiples vehículos aéreos no tripulados (UAV) de ala fija bajo fallas de actuadores, fallas de sensores y perturbaciones del viento. En primer lugar, se introduce el modelo defectuoso mientras se consideran la pérdida de efectividad, la desviación de la configuración del acelerador de empuje y las fallas del sensor pitot. En segundo lugar, el modelo de UAV defectuoso con perturbaciones del viento se linealiza y el sistema se convierte en dos subsistemas utilizando transformaciones de estado y salida. Además, se desarrollan observadores de entrada desconocida cooperativos (UIOs) para estimar las fallas, perturbaciones y estados. Al combinarse con las estimaciones de los observadores, se diseñan umbrales adaptativos para detectar fallas de actuadores y sensores en el sistema. Luego, considerando las restricciones de estado, se propone un esquema FTCC basado en backstepping para múltiples UAV (multi-UAV) que sufren de fallas de actuadores, fallas de sensores y perturbaciones del viento. Se demuestra mediante análisis de Lyapunov que los errores de seguimiento son convergentes en tiempo fijo. Finalmente, se verifica la efectividad del esquema FD y FTCC mediante simulación numérica.

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