Control de Superficie Dinámica Distribuida para una Clase de UAVs Quadrotor con Saturación de Entrada y Perturbaciones Externas
Autores: Zhu, Guoqiang; Lv, Laiping; Sun, Lingfang; Zhang, Xiuyu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Control de Superficie Dinámica Distribuida para una Clase de UAVs Quadrotor con Saturación de Entrada y Perturbaciones Externas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Adaptativo
Superficie dinámica
Control de seguimiento de trayectoria
Función de Nussbaum
UAVs quadrotor
Perturbaciones externas desconocidas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Se propone un método de control de seguimiento de trayectoria de superficie dinámica adaptativa basado en la función de Nussbaum para una clase de UAVs quadrotor que enfrentan perturbaciones externas desconocidas e no linealidades no identificadas. Al transformar las expresiones del controlador en soluciones numéricas, se aborda el desafío de las expresiones de diseño de controladores excesivamente complejas, simplificando el proceso general de diseño del controlador y mejorando la eficiencia de los programas de simulación. Además, se introduce un controlador adaptativo basado en la ganancia de Nussbaum para resolver eficazmente los problemas de saturación del actuador. Este enfoque mitiga las complejidades asociadas con el diseño de control tradicional y asegura un funcionamiento suave de los UAVs quadrotor. La metodología propuesta ofrece perspectivas prometedoras para mejorar la robustez y el rendimiento de los UAVs quadrotor en condiciones de operación inciertas. Finalmente, para validar la efectividad del esquema de control propuesto, se construye un montaje experimental de hardware en el lazo. El modelo dinámico de los UAVs quadrotor y el esquema del controlador propuesto se implementan en el Prototipo de Control Rápido (RCP) y el Simulador en Tiempo Real (RTS), respectivamente. Esto facilita un experimento de simulación semi-física, proporcionando una base para la aplicación posterior del esquema de control a vehículos aéreos reales. Los resultados experimentales finales afirman la efectividad del esquema de control propuesto y destacan su potencial para aplicaciones prácticas.
Descripción
Se propone un método de control de seguimiento de trayectoria de superficie dinámica adaptativa basado en la función de Nussbaum para una clase de UAVs quadrotor que enfrentan perturbaciones externas desconocidas e no linealidades no identificadas. Al transformar las expresiones del controlador en soluciones numéricas, se aborda el desafío de las expresiones de diseño de controladores excesivamente complejas, simplificando el proceso general de diseño del controlador y mejorando la eficiencia de los programas de simulación. Además, se introduce un controlador adaptativo basado en la ganancia de Nussbaum para resolver eficazmente los problemas de saturación del actuador. Este enfoque mitiga las complejidades asociadas con el diseño de control tradicional y asegura un funcionamiento suave de los UAVs quadrotor. La metodología propuesta ofrece perspectivas prometedoras para mejorar la robustez y el rendimiento de los UAVs quadrotor en condiciones de operación inciertas. Finalmente, para validar la efectividad del esquema de control propuesto, se construye un montaje experimental de hardware en el lazo. El modelo dinámico de los UAVs quadrotor y el esquema del controlador propuesto se implementan en el Prototipo de Control Rápido (RCP) y el Simulador en Tiempo Real (RTS), respectivamente. Esto facilita un experimento de simulación semi-física, proporcionando una base para la aplicación posterior del esquema de control a vehículos aéreos reales. Los resultados experimentales finales afirman la efectividad del esquema de control propuesto y destacan su potencial para aplicaciones prácticas.