Control Predictivo Adaptativo Basado en Modelos con Función de Base Radial para el Seguimiento de Trayectorias de un Vehículo Aéreo Micro con Alas que Aplauden
Autores: Zhang, Yanwei; Zheng, Hao; Xu, Jing; Wang, Zhonglai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Control Predictivo Adaptativo Basado en Modelos con Función de Base Radial para el Seguimiento de Trayectorias de un Vehículo Aéreo Micro con Alas que Aplauden
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Vehículos aéreos micro de alas batientes
Problemas de control
Control predictivo adaptativo
Seguimiento de trayectorias
Incertidumbres internas
Perturbaciones externas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos aéreos micro con alas que aplauden (CWMAVs) enfrentan muchos problemas de control debido a su diseño liviano y su susceptibilidad a perturbaciones. Este estudio propone un control predictivo adaptativo basado en un modelo de función de base radial (RBF) para el seguimiento de trayectorias con el fin de resolver el problema de control en presencia de incertidumbres internas y perturbaciones externas. Primero, se presenta un método para calcular la actitud deseada. En segundo lugar, se utiliza un modelo de optimización de control ajustando las entradas de control futuras para minimizar la diferencia entre las salidas futuras y las deseadas. En tercer lugar, se utiliza una linealización predictiva no lineal para transformar el modelo de optimización no lineal en un problema de programación cuadrática. Se introducen dos observadores para estimar las incertidumbres internas y las perturbaciones externas. Finalmente, el método de asignación de control se combina con el método de seguimiento de trayectorias para obtener las variables de diseño de los actuadores (frecuencia de aleteo, ángulo de cabeceo y ángulo de guiñada). Se realizaron estudios de validación para verificar la efectividad y precisión en presencia de perturbaciones constantes y dependientes del tiempo. La comparación de RAMPC con métodos clásicos muestra que RAMPC tiene un mejor rendimiento de control con errores más pequeños. El marco propuesto de RAMPC puede utilizarse bien para el control de CWMAV y proporciona una excelente base para una navegación precisa y una evitación autónoma de obstáculos.
Descripción
Los vehículos aéreos micro con alas que aplauden (CWMAVs) enfrentan muchos problemas de control debido a su diseño liviano y su susceptibilidad a perturbaciones. Este estudio propone un control predictivo adaptativo basado en un modelo de función de base radial (RBF) para el seguimiento de trayectorias con el fin de resolver el problema de control en presencia de incertidumbres internas y perturbaciones externas. Primero, se presenta un método para calcular la actitud deseada. En segundo lugar, se utiliza un modelo de optimización de control ajustando las entradas de control futuras para minimizar la diferencia entre las salidas futuras y las deseadas. En tercer lugar, se utiliza una linealización predictiva no lineal para transformar el modelo de optimización no lineal en un problema de programación cuadrática. Se introducen dos observadores para estimar las incertidumbres internas y las perturbaciones externas. Finalmente, el método de asignación de control se combina con el método de seguimiento de trayectorias para obtener las variables de diseño de los actuadores (frecuencia de aleteo, ángulo de cabeceo y ángulo de guiñada). Se realizaron estudios de validación para verificar la efectividad y precisión en presencia de perturbaciones constantes y dependientes del tiempo. La comparación de RAMPC con métodos clásicos muestra que RAMPC tiene un mejor rendimiento de control con errores más pequeños. El marco propuesto de RAMPC puede utilizarse bien para el control de CWMAV y proporciona una excelente base para una navegación precisa y una evitación autónoma de obstáculos.