Control Coordinado de Sistemas de Suspensión de Cuadricópteros Basado en la Teoría de Consistencia
Autores: Chen, Xinyu; Fan, Yunsheng; Wang, Guofeng; Mu, Dongdong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Control Coordinado de Sistemas de Suspensión de Cuadricópteros Basado en la Teoría de Consistencia
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Control cooperativo
Sistema de suspensión multi-quadrotor
Seguimiento de trayectoria en formación
Pilotaje virtual
Controlador no lineal
Controlador de retroceso
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Este documento diseña un método de control cooperativo para el sistema de suspensión de múltiples cuadricópteros basado en la teoría de consistencia y realiza el control de seguimiento de trayectoria de formación cooperativa del sistema de suspensión de múltiples cuadricópteros mediante el diseño de un algoritmo cooperativo de formación consistente de pilotaje virtual y un controlador no lineal. Primero, se establece un nuevo modelo de sistema de suspensión de cuadricópteros basado en el modelo tradicional de cuadricóptero utilizando el método de Newton-Euler. Este modelo puede reflejar con precisión la influencia de la carga en el cuadricóptero mientras se obtiene el balanceo de la carga. Luego, se diseñan por separado las posiciones vertical y horizontal basadas en las características de movimiento del cuadricóptero, y el algoritmo de formación basado en la teoría de consistencia del piloto virtual asegura que la convergencia final de cada posición sea consistente. Se diseñan un controlador de retroceso integral y un controlador de modo deslizante de retroceso integral para el control de posición, actitud y balanceo de carga del cuadricóptero para lograr un control de seguimiento de trayectoria de cuadricóptero preciso y rápido mientras se reduce el balanceo de la carga. La estabilidad de todos los controladores se demuestra utilizando funciones de Lyapunov. Finalmente, se diseña un experimento de simulación cooperativa de formación del sistema de suspensión de múltiples cuadricópteros para verificar el método de control diseñado.
Descripción
Este documento diseña un método de control cooperativo para el sistema de suspensión de múltiples cuadricópteros basado en la teoría de consistencia y realiza el control de seguimiento de trayectoria de formación cooperativa del sistema de suspensión de múltiples cuadricópteros mediante el diseño de un algoritmo cooperativo de formación consistente de pilotaje virtual y un controlador no lineal. Primero, se establece un nuevo modelo de sistema de suspensión de cuadricópteros basado en el modelo tradicional de cuadricóptero utilizando el método de Newton-Euler. Este modelo puede reflejar con precisión la influencia de la carga en el cuadricóptero mientras se obtiene el balanceo de la carga. Luego, se diseñan por separado las posiciones vertical y horizontal basadas en las características de movimiento del cuadricóptero, y el algoritmo de formación basado en la teoría de consistencia del piloto virtual asegura que la convergencia final de cada posición sea consistente. Se diseñan un controlador de retroceso integral y un controlador de modo deslizante de retroceso integral para el control de posición, actitud y balanceo de carga del cuadricóptero para lograr un control de seguimiento de trayectoria de cuadricóptero preciso y rápido mientras se reduce el balanceo de la carga. La estabilidad de todos los controladores se demuestra utilizando funciones de Lyapunov. Finalmente, se diseña un experimento de simulación cooperativa de formación del sistema de suspensión de múltiples cuadricópteros para verificar el método de control diseñado.