Control de Formación Distribuida Basado en Bearing de Enjambre de Vehículos Aéreos No Tripulados mediante Sincronización de Actitud Basada en Cuaterniones en Espacio Tridimensional
Autores: Sial, Muhammad Baber; Zhang, Yuwei; Wang, Shaoping; Ali, Sara; Wang, Xinjiang; Yang, Xinyu; Liao, Zirui; Yang, Zunheng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Control de Formación Distribuida Basado en Bearing de Enjambre de Vehículos Aéreos No Tripulados mediante Sincronización de Actitud Basada en Cuaterniones en Espacio Tridimensional
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Control de formación distribuida
Vehículo aéreo no tripulado
Enjambres de UAV
Enfoque basado en dirección
ángulos de Euler
Control de actitud basado en cuaterniones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La mayoría de la investigación reciente sobre el control de formación distribuida de enjambres de vehículos aéreos no tripulados (UAV) se basa en enfoques de posición, distancia y desplazamiento; sin embargo, un enfoque muy prometedor, es decir, el control de formación basado en ángulos de elevación, todavía está en su infancia y necesita un esfuerzo de investigación extenso. En los problemas de control de formación de UAV, los ángulos de Euler se utilizan principalmente para el cálculo de la orientación, pero los ángulos de Euler son susceptibles a singularidades, lo que limita su uso en aplicaciones prácticas. Este artículo propuso un método efectivo para agentes líderes de velocidad y orientación variables en el tiempo para el control de formación distribuido basado en ángulos de elevación de UAVs quadcopter en un espacio tridimensional. Combina el control de formación basado en ángulos de elevación y el control de actitud basado en cuaterniones utilizando una topología de grafo no dirigido entre los agentes sin el conocimiento de la posición y orientación global. La validación del rendimiento del esquema de control se realizó con simulaciones numéricas, que mostraron que la formación de UAV logró el patrón geométrico deseado, la traducción, la escala y la rotación en el espacio 3D de manera dinámica.
Descripción
La mayoría de la investigación reciente sobre el control de formación distribuida de enjambres de vehículos aéreos no tripulados (UAV) se basa en enfoques de posición, distancia y desplazamiento; sin embargo, un enfoque muy prometedor, es decir, el control de formación basado en ángulos de elevación, todavía está en su infancia y necesita un esfuerzo de investigación extenso. En los problemas de control de formación de UAV, los ángulos de Euler se utilizan principalmente para el cálculo de la orientación, pero los ángulos de Euler son susceptibles a singularidades, lo que limita su uso en aplicaciones prácticas. Este artículo propuso un método efectivo para agentes líderes de velocidad y orientación variables en el tiempo para el control de formación distribuido basado en ángulos de elevación de UAVs quadcopter en un espacio tridimensional. Combina el control de formación basado en ángulos de elevación y el control de actitud basado en cuaterniones utilizando una topología de grafo no dirigido entre los agentes sin el conocimiento de la posición y orientación global. La validación del rendimiento del esquema de control se realizó con simulaciones numéricas, que mostraron que la formación de UAV logró el patrón geométrico deseado, la traducción, la escala y la rotación en el espacio 3D de manera dinámica.