Control Funcional Predictivo Robusto para Sistemas de Vuelo de Cuadricópteros
Autores: Masuda, Kai; Uchiyama, Kenji
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Control Funcional Predictivo Robusto para Sistemas de Vuelo de Cuadricópteros
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Control funcional predictivo
Control predictivo basado en modelos
Modelo de movimiento
Problema de programación cuadrática
Sistemas a pequeña escala
Control funcional predictivo robusto
Licencia
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El Control Funcional Predictivo (PFC) tiene una estructura de control similar al Control Predictivo Basado en Modelo (MPC), determinando las entradas de control al predecir estados futuros utilizando un modelo de movimiento. Sin embargo, el PFC no requiere resolver un problema de programación cuadrática para cada ciclo de control como el MPC. Esta característica permite que el PFC se implemente en sistemas de pequeña escala, como los actuadores, donde es difícil incorporar una computadora de alto rendimiento. Sin embargo, al igual que con el MPC, existen preocupaciones con el PFC respecto a la degradación del rendimiento del control debido a predicciones incorrectas de estados futuros en entornos afectados por errores de modelado y perturbaciones. Por lo tanto, en este estudio, proponemos un método novedoso que emplea robustez, el Control Funcional Predictivo Robusto (RPFC). El método RPFC propuesto se aplicó a un sistema de control de vuelo de quadrotor, y su efectividad se verificó a través de simulaciones numéricas. Específicamente, se comparó el rendimiento del control del RPFC bajo condiciones de perturbación con el del PFC convencional, demostrando las ventajas del enfoque propuesto.
Descripción
El Control Funcional Predictivo (PFC) tiene una estructura de control similar al Control Predictivo Basado en Modelo (MPC), determinando las entradas de control al predecir estados futuros utilizando un modelo de movimiento. Sin embargo, el PFC no requiere resolver un problema de programación cuadrática para cada ciclo de control como el MPC. Esta característica permite que el PFC se implemente en sistemas de pequeña escala, como los actuadores, donde es difícil incorporar una computadora de alto rendimiento. Sin embargo, al igual que con el MPC, existen preocupaciones con el PFC respecto a la degradación del rendimiento del control debido a predicciones incorrectas de estados futuros en entornos afectados por errores de modelado y perturbaciones. Por lo tanto, en este estudio, proponemos un método novedoso que emplea robustez, el Control Funcional Predictivo Robusto (RPFC). El método RPFC propuesto se aplicó a un sistema de control de vuelo de quadrotor, y su efectividad se verificó a través de simulaciones numéricas. Específicamente, se comparó el rendimiento del control del RPFC bajo condiciones de perturbación con el del PFC convencional, demostrando las ventajas del enfoque propuesto.