Control de enjambres de vehículos aéreos no tripulados para crucero y agrupamiento considerando la oscilación acoplada sin ritmo
Autores: Li, Yonggang; Fu, Peide; Gao, Ang; Li, Longjiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Control de enjambres de vehículos aéreos no tripulados para crucero y agrupamiento considerando la oscilación acoplada sin ritmo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Múltiples
Vehículos aéreos no tripulados
VANT
Control de formación
Campos potenciales artificiales
Controlador de modo deslizante
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Cuando múltiples vehículos aéreos no tripulados (VANT) forman un grupo, su proceso de vuelo se divide en dos fases. La primera fase es la etapa de crucero, durante la cual los VANT se mueven desde posiciones aleatorias hacia el objetivo, formando gradualmente una topología esférica. En la fase inicial de crucero, para abordar el fenómeno de oscilación en el control de modo deslizante tradicional, proponemos una nueva ley de alcance para superar las típicas oscilaciones residuales presentes en las leyes de alcance convencionales, llamada Ley de Control para la Eliminación de Oscilaciones Residuales de Chattering (CL-RCO). Basado en esta nueva ley propuesta, hemos diseñado un controlador de formación basado en campos potenciales artificiales para gestionar el control de formación de los VANT. La segunda etapa es la fase de agrupamiento, que se centra en superar las oscilaciones para establecer una topología estable. En esta fase, diseñamos un controlador que combina campos potenciales artificiales con coeficientes de repulsión variables y control de retroceso. Este método aborda las oscilaciones residuales persistentes en formaciones mantenidas únicamente por campos potenciales artificiales durante la fase de agrupamiento. Se emplea un análisis de estabilidad de Lyapunov para confirmar la viabilidad del controlador diseñado. Finalmente, se realizan simulaciones numéricas y análisis comparativos, demostrando con éxito la efectividad del método propuesto.
Descripción
Cuando múltiples vehículos aéreos no tripulados (VANT) forman un grupo, su proceso de vuelo se divide en dos fases. La primera fase es la etapa de crucero, durante la cual los VANT se mueven desde posiciones aleatorias hacia el objetivo, formando gradualmente una topología esférica. En la fase inicial de crucero, para abordar el fenómeno de oscilación en el control de modo deslizante tradicional, proponemos una nueva ley de alcance para superar las típicas oscilaciones residuales presentes en las leyes de alcance convencionales, llamada Ley de Control para la Eliminación de Oscilaciones Residuales de Chattering (CL-RCO). Basado en esta nueva ley propuesta, hemos diseñado un controlador de formación basado en campos potenciales artificiales para gestionar el control de formación de los VANT. La segunda etapa es la fase de agrupamiento, que se centra en superar las oscilaciones para establecer una topología estable. En esta fase, diseñamos un controlador que combina campos potenciales artificiales con coeficientes de repulsión variables y control de retroceso. Este método aborda las oscilaciones residuales persistentes en formaciones mantenidas únicamente por campos potenciales artificiales durante la fase de agrupamiento. Se emplea un análisis de estabilidad de Lyapunov para confirmar la viabilidad del controlador diseñado. Finalmente, se realizan simulaciones numéricas y análisis comparativos, demostrando con éxito la efectividad del método propuesto.