Observador de Estado Extendida No Lineal y Control Tolerante a Fallos de Rendimiento Prescrito de Vehículos Aéreos No Tripulados Quadrotor Contra Fallos Compuestos
Autores: Mai, Ge; Wang, Hongliang; Wang, Yilin; Wu, Xinghua; Jiang, Peiyao; Feng, Genyuan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Observador de Estado Extendida No Lineal y Control Tolerante a Fallos de Rendimiento Prescrito de Vehículos Aéreos No Tripulados Quadrotor Contra Fallos Compuestos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Trayectoria
Control de actitud
UAVs quadrotor
Método de control tolerante a fallos
Observadores de estado extendido no lineales
Fallos compuestos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Abordando los desafíos de control de trayectoria y actitud en UAVs quadrotor en medio de fallas compuestas y perturbaciones externas desconocidas, este documento introduce un método de control tolerante a fallas basado en observadores de estado extendido no lineales. Inicialmente, se optimiza y desacopla el modelo dinámico del UAV, formando una superficie de modo deslizante terminal no singular rápida que elude los fenómenos singulares típicos en los controles de modo deslizante terminal convencionales. Luego, se despliega un observador de estado extendido no lineal para estimar los estados desconocidos provocados por fallas compuestas y perturbaciones dentro del sistema de control. El análisis teórico muestra que, además de estimar con precisión las fallas y perturbaciones, los controladores propuestos ajustan de manera adaptativa el rendimiento dinámico y en estado estacionario del sistema, asegurando una rápida estabilización de todas las respuestas de error. Las simulaciones numéricas indican mejoras significativas en la precisión del control y la robustez frente a fallas compuestas y perturbaciones, con tiempos de respuesta y consumo de energía que se mantienen dentro de límites aceptables para aplicaciones prácticas.
Descripción
Abordando los desafíos de control de trayectoria y actitud en UAVs quadrotor en medio de fallas compuestas y perturbaciones externas desconocidas, este documento introduce un método de control tolerante a fallas basado en observadores de estado extendido no lineales. Inicialmente, se optimiza y desacopla el modelo dinámico del UAV, formando una superficie de modo deslizante terminal no singular rápida que elude los fenómenos singulares típicos en los controles de modo deslizante terminal convencionales. Luego, se despliega un observador de estado extendido no lineal para estimar los estados desconocidos provocados por fallas compuestas y perturbaciones dentro del sistema de control. El análisis teórico muestra que, además de estimar con precisión las fallas y perturbaciones, los controladores propuestos ajustan de manera adaptativa el rendimiento dinámico y en estado estacionario del sistema, asegurando una rápida estabilización de todas las respuestas de error. Las simulaciones numéricas indican mejoras significativas en la precisión del control y la robustez frente a fallas compuestas y perturbaciones, con tiempos de respuesta y consumo de energía que se mantienen dentro de límites aceptables para aplicaciones prácticas.