Control Tolerante a Fallos Basado en Observador de Perturbaciones de Modo Deslizante y Adaptación de Inversión Dinámica para UAV de Ala Fija
Autores: Dong, Zhe; Liu, Kai; Wang, Shipeng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Control Tolerante a Fallos Basado en Observador de Perturbaciones de Modo Deslizante y Adaptación de Inversión Dinámica para UAV de Ala Fija
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
Sistema de control
Observador de perturbaciones en modo deslizante
Inversión dinámica adaptativa
Controlador tolerante a fallos
Identificación aerodinámica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) se han aplicado ampliamente en las últimas décadas, especialmente en el ámbito militar. Debido a la imprevisibilidad del entorno de vuelo y a las fallas, se imponen mayores requisitos en el diseño del sistema de control del VANT de ala fija. En este estudio, se diseñó un controlador tolerante a fallas basado en la inversión dinámica adaptativa (SMDO) con un observador de perturbaciones de modo deslizante, que incluye un controlador de inversión dinámica basado en la supresión de perturbaciones del observador de modo deslizante en el lazo externo y un controlador de inversión dinámica tolerante a fallas adaptativo basado en la identificación aerodinámica en tiempo real en el lazo interno. El observador de perturbaciones de modo deslizante en el controlador de lazo externo se diseñó basado en el algoritmo de super-torsión de segundo orden para aliviar el parpadeo. La identificación aerodinámica en el controlador de lazo interno adopta el algoritmo de mínimos cuadrados recursivos para actualizar el modelo aerodinámico del VANT en línea, logrando así el control tolerante a fallas por daños en las superficies de control. La efectividad del método propuesto de control tolerante a fallas adaptativo mejorado SMDO fue validada mediante simulación matemática.
Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) se han aplicado ampliamente en las últimas décadas, especialmente en el ámbito militar. Debido a la imprevisibilidad del entorno de vuelo y a las fallas, se imponen mayores requisitos en el diseño del sistema de control del VANT de ala fija. En este estudio, se diseñó un controlador tolerante a fallas basado en la inversión dinámica adaptativa (SMDO) con un observador de perturbaciones de modo deslizante, que incluye un controlador de inversión dinámica basado en la supresión de perturbaciones del observador de modo deslizante en el lazo externo y un controlador de inversión dinámica tolerante a fallas adaptativo basado en la identificación aerodinámica en tiempo real en el lazo interno. El observador de perturbaciones de modo deslizante en el controlador de lazo externo se diseñó basado en el algoritmo de super-torsión de segundo orden para aliviar el parpadeo. La identificación aerodinámica en el controlador de lazo interno adopta el algoritmo de mínimos cuadrados recursivos para actualizar el modelo aerodinámico del VANT en línea, logrando así el control tolerante a fallas por daños en las superficies de control. La efectividad del método propuesto de control tolerante a fallas adaptativo mejorado SMDO fue validada mediante simulación matemática.