Control Geométrico con Yaw Desacoplado para el Transporte de Cargas Suspendidas por Cable con Cuadricópteros con Control de Punto de Vista
Autores: Masuda, Sachika; Sekiyama, Kosuke
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Control Geométrico con Yaw Desacoplado para el Transporte de Cargas Suspendidas por Cable con Cuadricópteros con Control de Punto de Vista
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Estudio
Control cooperativo de transporte aéreo
Vehículos aéreos no tripulados quadrotor
Cargas suspendidas por cable
Estabilización de cargas
Control en la dirección de guiñada
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio propone un método de control de transporte aéreo cooperativo para cargas suspendidas por cable utilizando múltiples vehículos aéreos no tripulados (UAV) de tipo quadrotor, considerando el control del punto de vista del quadrotor durante el transporte. Los métodos de transporte cooperativo convencionales suelen fijar los ángulos de guiñada de los quadrotors para garantizar la estabilidad y evitar interferencias dinámicas con las cargas suspendidas. La novedad de este estudio radica en la realización de un marco de control desacoplado dinámicamente para el transporte aéreo cooperativo de cargas suspendidas por cable, en el que el movimiento de guiñada del quadrotor se desacopla de la dinámica de la carga suspendida. En el marco propuesto, se mantiene la estabilización de la carga, mientras que el control de la dirección de guiñada del quadrotor se integra con la mitigación de la interferencia a la dinámica de la carga suspendida, preservando la estructura geométrica del sistema. La efectividad del método propuesto se valida a través de simulaciones numéricas de transporte de seguimiento de trayectoria con control del punto de vista. Bajo la condición de trayectoria agresiva (rápida), el método propuesto reduce el error RMS de altura de la carga en un 68.4% y el error máximo de seguimiento de guiñada del quadrotor en un 82.5% en comparación con el control geométrico convencional. Además, se logra un transporte estable de la carga tanto en escenarios lentos como rápidos, manteniendo errores de seguimiento de guiñada acotados. Estos resultados sugieren que el marco propuesto reduce la interdependencia de diseño entre la estabilización cooperativa de la carga y el control de dirección de guiñada, aliviando así la complejidad del diseño y expandiendo la libertad de maniobra de guiñada estructuralmente disponible dentro del marco de control.
Descripción
Este estudio propone un método de control de transporte aéreo cooperativo para cargas suspendidas por cable utilizando múltiples vehículos aéreos no tripulados (UAV) de tipo quadrotor, considerando el control del punto de vista del quadrotor durante el transporte. Los métodos de transporte cooperativo convencionales suelen fijar los ángulos de guiñada de los quadrotors para garantizar la estabilidad y evitar interferencias dinámicas con las cargas suspendidas. La novedad de este estudio radica en la realización de un marco de control desacoplado dinámicamente para el transporte aéreo cooperativo de cargas suspendidas por cable, en el que el movimiento de guiñada del quadrotor se desacopla de la dinámica de la carga suspendida. En el marco propuesto, se mantiene la estabilización de la carga, mientras que el control de la dirección de guiñada del quadrotor se integra con la mitigación de la interferencia a la dinámica de la carga suspendida, preservando la estructura geométrica del sistema. La efectividad del método propuesto se valida a través de simulaciones numéricas de transporte de seguimiento de trayectoria con control del punto de vista. Bajo la condición de trayectoria agresiva (rápida), el método propuesto reduce el error RMS de altura de la carga en un 68.4% y el error máximo de seguimiento de guiñada del quadrotor en un 82.5% en comparación con el control geométrico convencional. Además, se logra un transporte estable de la carga tanto en escenarios lentos como rápidos, manteniendo errores de seguimiento de guiñada acotados. Estos resultados sugieren que el marco propuesto reduce la interdependencia de diseño entre la estabilización cooperativa de la carga y el control de dirección de guiñada, aliviando así la complejidad del diseño y expandiendo la libertad de maniobra de guiñada estructuralmente disponible dentro del marco de control.