Control de Formación Fija Crítica para la Seguridad de UAVs Quadrotor con Perturbaciones Basado en Funciones de Barrera de Control Robusto
Autores: Song, Zilong; Huang, Haocai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Control de Formación Fija Crítica para la Seguridad de UAVs Quadrotor con Perturbaciones Basado en Funciones de Barrera de Control Robusto
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Crítico para la seguridad
UAVs de cuadricóptero
Control de tiempo fijo
Evitación de obstáculos
Funciones de barrera de control
Observador de perturbaciones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento se centra en el control de formación de tiempo fijo crítico para la seguridad de UAVs quadrotor con riesgo de perturbaciones y colisiones con obstáculos. El esquema de control se organiza de manera distribuida, con la posición y velocidad del líder estimadas simultáneamente por un observador distribuido de tiempo fijo. Mientras tanto, se diseña un observador de perturbaciones que combina la teoría de control de tiempo fijo y el control por modo deslizante para estimar la perturbación externa. Basado en estas técnicas, diseñamos una ley de control nominal para guiar a los UAVs a seguir la formación deseada en un tiempo fijo. En cuanto a la evitación de obstáculos, primero construimos restricciones de seguridad utilizando funciones de barrera de control (CBFs). Luego, la evitación de obstáculos se puede lograr resolviendo un problema de optimización con estas restricciones de seguridad, afectando mínimamente el rendimiento de seguimiento. Las principales contribuciones de este proceso son dos. Primero, se proporciona una CBF exponencial para tratar con el modelo de UAV con un alto grado relativo. Además, se diseña una CBF exponencial robusta para UAVs con perturbaciones, que proporciona restricciones de seguridad robustas para garantizar la evitación de obstáculos a pesar de las perturbaciones. Finalmente, los resultados de simulación muestran la validez del método propuesto.
Descripción
Este documento se centra en el control de formación de tiempo fijo crítico para la seguridad de UAVs quadrotor con riesgo de perturbaciones y colisiones con obstáculos. El esquema de control se organiza de manera distribuida, con la posición y velocidad del líder estimadas simultáneamente por un observador distribuido de tiempo fijo. Mientras tanto, se diseña un observador de perturbaciones que combina la teoría de control de tiempo fijo y el control por modo deslizante para estimar la perturbación externa. Basado en estas técnicas, diseñamos una ley de control nominal para guiar a los UAVs a seguir la formación deseada en un tiempo fijo. En cuanto a la evitación de obstáculos, primero construimos restricciones de seguridad utilizando funciones de barrera de control (CBFs). Luego, la evitación de obstáculos se puede lograr resolviendo un problema de optimización con estas restricciones de seguridad, afectando mínimamente el rendimiento de seguimiento. Las principales contribuciones de este proceso son dos. Primero, se proporciona una CBF exponencial para tratar con el modelo de UAV con un alto grado relativo. Además, se diseña una CBF exponencial robusta para UAVs con perturbaciones, que proporciona restricciones de seguridad robustas para garantizar la evitación de obstáculos a pesar de las perturbaciones. Finalmente, los resultados de simulación muestran la validez del método propuesto.