Control de Seguimiento de Trayectorias en Tiempo Finito de AUVs Subactuados con Límites de Actuadores Usando Control Basado en Observadores de Perturbaciones y Backstepping
Autores: Ebrahimpour, MohammadReza; Lungu, Mihai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Control de Seguimiento de Trayectorias en Tiempo Finito de AUVs Subactuados con Límites de Actuadores Usando Control Basado en Observadores de Perturbaciones y Backstepping
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Controlador de seguimiento de trayectoria propuesto
AUVs
Incertidumbres
Perturbaciones
Estabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un controlador robusto adaptativo de seguimiento de trayectoria en tiempo finito tridimensional (3D) para Vehículos Autónomos Submarinos (AUV) subactuados, abordando incertidumbres del modelo, perturbaciones externas y saturaciones de magnitud y tasa de los actuadores. Se construye un sistema de error de seguimiento de trayectoria en un marco de trayectoria utilizando el método de guía virtual. El esquema de control en lazo cerrado en cascada propuesto se puede describir en dos pasos separados: (1) Se introduce una ley cinemática basada en un control de retroceso en tiempo finito (FTBSC) para transformar los errores de posición de seguimiento de trayectoria 3D en velocidades de comando; (2) Las entradas de control reales se diseñan en el controlador dinámico utilizando un observador de perturbaciones adaptativo de tiempo fijo (AFTDO) basado en FTBSC para estabilizar los errores de seguimiento de velocidad. Además, los efectos adversos de las saturaciones de magnitud y tasa se reducen mediante un sistema de compensación auxiliar. Un análisis de estabilidad basado en Lyapunov demuestra que los errores de seguimiento de trayectoria convergen a una región arbitrariamente pequeña alrededor de cero en un tiempo finito. Simulaciones comparativas ilustran la efectividad y robustez del controlador propuesto.
Descripción
Este documento presenta un controlador robusto adaptativo de seguimiento de trayectoria en tiempo finito tridimensional (3D) para Vehículos Autónomos Submarinos (AUV) subactuados, abordando incertidumbres del modelo, perturbaciones externas y saturaciones de magnitud y tasa de los actuadores. Se construye un sistema de error de seguimiento de trayectoria en un marco de trayectoria utilizando el método de guía virtual. El esquema de control en lazo cerrado en cascada propuesto se puede describir en dos pasos separados: (1) Se introduce una ley cinemática basada en un control de retroceso en tiempo finito (FTBSC) para transformar los errores de posición de seguimiento de trayectoria 3D en velocidades de comando; (2) Las entradas de control reales se diseñan en el controlador dinámico utilizando un observador de perturbaciones adaptativo de tiempo fijo (AFTDO) basado en FTBSC para estabilizar los errores de seguimiento de velocidad. Además, los efectos adversos de las saturaciones de magnitud y tasa se reducen mediante un sistema de compensación auxiliar. Un análisis de estabilidad basado en Lyapunov demuestra que los errores de seguimiento de trayectoria convergen a una región arbitrariamente pequeña alrededor de cero en un tiempo finito. Simulaciones comparativas ilustran la efectividad y robustez del controlador propuesto.