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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

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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


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.

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