Control Tolerante a Fallos para UAV Basado en Portadores Basado en el Método de Modo Deslizante
Autores: Yao, Zhuoer; Kan, Zi; Zhen, Chong; Shao, Haoyuan; Li, Daochun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Control Tolerante a Fallos para UAV Basado en Portadores Basado en el Método de Modo Deslizante
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Propuestas
Control tolerante a fallos basado en redes neuronales
UAV basado en portadores
Modo deslizante adaptativo
Análisis de estabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Para permitir que un vehículo aéreo no tripulado (VANT) basado en portaaviones siga la trayectoria de planeo deseada y aterrice de manera segura en la cubierta a pesar de la presencia de fallos en el sistema, este documento propone un método de control tolerante a fallos basado en redes neuronales y modo deslizante adaptativo (NASFTC). En primer lugar, se desarrollaron el modelo dinámico del VANT basado en portaaviones, el modelo de fallo del actuador, el modelo de fallo desconocido adicional y el marco de control del sistema de aterrizaje automático en portaaviones (ACLS). Posteriormente, se diseñaron controladores para los canales longitudinal y lateral utilizando el método NASFTC. El controlador consta de tres partes: las leyes adaptativas para compensar los fallos del actuador, la red neuronal RBF para compensar los fallos desconocidos adicionales y el método de modo deslizante para garantizar el seguimiento de la trayectoria en general. Luego, se aplicó el teorema de la función de Lyapunov para llevar a cabo el análisis de estabilidad. Finalmente, se realizaron simulaciones comparativas en tres escenarios diferentes. Los resultados comparativos muestran la efectividad del método NASFTC propuesto, que tiene capacidad de tolerancia a fallos y puede controlar con éxito la aeronave para ejecutar la tarea de aterrizaje en portaaviones independientemente de la pérdida parcial del actuador y del fallo desconocido adicional.
Descripción
Para permitir que un vehículo aéreo no tripulado (VANT) basado en portaaviones siga la trayectoria de planeo deseada y aterrice de manera segura en la cubierta a pesar de la presencia de fallos en el sistema, este documento propone un método de control tolerante a fallos basado en redes neuronales y modo deslizante adaptativo (NASFTC). En primer lugar, se desarrollaron el modelo dinámico del VANT basado en portaaviones, el modelo de fallo del actuador, el modelo de fallo desconocido adicional y el marco de control del sistema de aterrizaje automático en portaaviones (ACLS). Posteriormente, se diseñaron controladores para los canales longitudinal y lateral utilizando el método NASFTC. El controlador consta de tres partes: las leyes adaptativas para compensar los fallos del actuador, la red neuronal RBF para compensar los fallos desconocidos adicionales y el método de modo deslizante para garantizar el seguimiento de la trayectoria en general. Luego, se aplicó el teorema de la función de Lyapunov para llevar a cabo el análisis de estabilidad. Finalmente, se realizaron simulaciones comparativas en tres escenarios diferentes. Los resultados comparativos muestran la efectividad del método NASFTC propuesto, que tiene capacidad de tolerancia a fallos y puede controlar con éxito la aeronave para ejecutar la tarea de aterrizaje en portaaviones independientemente de la pérdida parcial del actuador y del fallo desconocido adicional.