Control de Seguimiento de Consenso de Ángulo de Trayectoria de Vuelo Robusto para Formación de Aeronaves No Tripuladas de Ala Fija de Fase No Mínima en Presencia de Errores de Medición
Autores: Zhu, Yang; Qin, Kaiyu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Control de Seguimiento de Consenso de Ángulo de Trayectoria de Vuelo Robusto para Formación de Aeronaves No Tripuladas de Ala Fija de Fase No Mínima en Presencia de Errores de Medición
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
ángulo de trayectoria de vuelo
Esquema de control
Errores de medición
Estabilidad
Seguimiento de consenso
Formaciones de aeronaves no tripuladas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se investiga en este artículo el problema de control de consenso de ángulo de trayectoria de vuelo robusto para múltiples aeronaves no tripuladas de ala fija, donde se abordan sistemáticamente las propiedades de fase no mínima y la presencia de errores de medición. Se propone un esquema de control de tres módulos para cada aeronave: un Observador Distribuido que obtiene la información disponible del sistema de referencia y de las aeronaves vecinas para proporcionar las estimaciones de los estados de referencia; una Inversión Estable Casual que calcula las estimaciones acotadas de la entrada deseada, los estados externos deseados y, lo más importante, los estados internos deseados para resolver los problemas de divergencia causados por las propiedades de fase no mínima; y un Controlador de Rechazo de Errores de Medición Local que incluye un estimador de errores de medición (MEE) para compensar activamente el efecto adverso de los errores de medición y lograr un control de consenso de seguimiento robusto. Se analizan la estabilidad, la convergencia y la robustez del control propuesto, mostrando que (1) el problema de fase no mínima puede resolverse sistemáticamente mediante la Inversión Estable Casual diseñada para garantizar la estabilidad interna de la aeronave y la seguridad de vuelo, y (2) la precisión del seguimiento de consenso puede mejorarse ajustando un solo parámetro del MEE, lo cual es favorable en aplicaciones prácticas para formaciones de aeronaves no tripuladas a gran escala. Los resultados de simulación comparativa con el control de consenso basado en PID clásico demuestran la ventaja del control propuesto en oscilaciones transitorias, precisión de seguimiento en estado estacionario y robustez frente a errores de medición.
Descripción
Se investiga en este artículo el problema de control de consenso de ángulo de trayectoria de vuelo robusto para múltiples aeronaves no tripuladas de ala fija, donde se abordan sistemáticamente las propiedades de fase no mínima y la presencia de errores de medición. Se propone un esquema de control de tres módulos para cada aeronave: un Observador Distribuido que obtiene la información disponible del sistema de referencia y de las aeronaves vecinas para proporcionar las estimaciones de los estados de referencia; una Inversión Estable Casual que calcula las estimaciones acotadas de la entrada deseada, los estados externos deseados y, lo más importante, los estados internos deseados para resolver los problemas de divergencia causados por las propiedades de fase no mínima; y un Controlador de Rechazo de Errores de Medición Local que incluye un estimador de errores de medición (MEE) para compensar activamente el efecto adverso de los errores de medición y lograr un control de consenso de seguimiento robusto. Se analizan la estabilidad, la convergencia y la robustez del control propuesto, mostrando que (1) el problema de fase no mínima puede resolverse sistemáticamente mediante la Inversión Estable Casual diseñada para garantizar la estabilidad interna de la aeronave y la seguridad de vuelo, y (2) la precisión del seguimiento de consenso puede mejorarse ajustando un solo parámetro del MEE, lo cual es favorable en aplicaciones prácticas para formaciones de aeronaves no tripuladas a gran escala. Los resultados de simulación comparativa con el control de consenso basado en PID clásico demuestran la ventaja del control propuesto en oscilaciones transitorias, precisión de seguimiento en estado estacionario y robustez frente a errores de medición.