Control Robusto de Rendimiento Prescrito Activado por Eventos Dinámicos para Vuelo Agresivo de Cuadricópteros
Autores: Wu, Zeliang; Ye, Jianchuan; Song, Tao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Control Robusto de Rendimiento Prescrito Activado por Eventos Dinámicos para Vuelo Agresivo de Cuadricópteros
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Vuelo agresivo
Quadrotors
Maniobrabilidad
Estabilidad de vuelo
Control de rendimiento prescrito
PPC activado por eventos dinámicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
El vuelo agresivo se ha vuelto cada vez más importante para expandir las aplicaciones de los quadrotors. La característica típica de grandes y rápidas variaciones en los comandos impone exigencias estrictas sobre la maniobrabilidad de los quadrotors. Asegurar la estabilidad del vuelo por sí solo no es suficiente; las respuestas dinámicas también deben ser restringidas selectivamente, lo que presenta desafíos desalentadores para el control de vuelo de los quadcopters. Se considera que el método de control de rendimiento prescrito (PPC) tiene el potencial de resolver este problema al permitir el control restringido de un rendimiento específico, lo que ha llevado a una extensa investigación. Sin embargo, su aplicación práctica aún enfrenta desafíos, como la divergencia del sistema causada por errores que superan los límites debido a mutaciones repentinas en los comandos. Este documento presenta un método robusto de PPC desencadenado por eventos dinámicos (DETPPC) para un vuelo agresivo de quadrotor. Al evaluar la dirección y proximidad de los errores de seguimiento que se acercan a los límites de restricción, se establece un mecanismo de compensación desencadenado por eventos dinámicos para los límites de la función de rendimiento con el fin de mitigar la divergencia causada por el error que supera y preservar el control preestablecido sobre las métricas objetivo. Se diseñaron controladores tanto para los subsistemas de translación como de rotación del quadrotor, y se realizó un análisis de estabilidad basado en funciones de Lyapunov. Se llevaron a cabo pruebas de simulación sobre el seguimiento ágil de trayectorias y el control abrupto de la actitud, demostrando la efectividad del método propuesto.
Descripción
El vuelo agresivo se ha vuelto cada vez más importante para expandir las aplicaciones de los quadrotors. La característica típica de grandes y rápidas variaciones en los comandos impone exigencias estrictas sobre la maniobrabilidad de los quadrotors. Asegurar la estabilidad del vuelo por sí solo no es suficiente; las respuestas dinámicas también deben ser restringidas selectivamente, lo que presenta desafíos desalentadores para el control de vuelo de los quadcopters. Se considera que el método de control de rendimiento prescrito (PPC) tiene el potencial de resolver este problema al permitir el control restringido de un rendimiento específico, lo que ha llevado a una extensa investigación. Sin embargo, su aplicación práctica aún enfrenta desafíos, como la divergencia del sistema causada por errores que superan los límites debido a mutaciones repentinas en los comandos. Este documento presenta un método robusto de PPC desencadenado por eventos dinámicos (DETPPC) para un vuelo agresivo de quadrotor. Al evaluar la dirección y proximidad de los errores de seguimiento que se acercan a los límites de restricción, se establece un mecanismo de compensación desencadenado por eventos dinámicos para los límites de la función de rendimiento con el fin de mitigar la divergencia causada por el error que supera y preservar el control preestablecido sobre las métricas objetivo. Se diseñaron controladores tanto para los subsistemas de translación como de rotación del quadrotor, y se realizó un análisis de estabilidad basado en funciones de Lyapunov. Se llevaron a cabo pruebas de simulación sobre el seguimiento ágil de trayectorias y el control abrupto de la actitud, demostrando la efectividad del método propuesto.