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Control Robusto para Formación Cierra de UAV Usando LADRC a Través de Optimización Inspirada en Palomas Potenciada por Seno

Autores: Yuan, Guangsong; Duan, Haibin

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Control Robusto para Formación Cierra de UAV Usando LADRC a Través de Optimización Inspirada en Palomas Potenciada por Seno


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Diseños
Sistema de control en formación cerrada
UAV
Efecto de vórtice de estela
Subsistemas de control
LADRC

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento diseña un sistema de control de formación cerrada robusto con estimación y compensación dinámica para avanzar los vuelos de formación cerrada de vehículos aéreos no tripulados (VANT) a un nivel de implementación ingenieril. Para caracterizar el efecto del vórtice de estela y analizar el punto óptimo, se emplea un método de vórtice en forma de herradura continuo con alta precisión de estimación para modelar el vórtice de estela. El sistema de control de formación cerrada se implementará en el VANT que sigue para dirigirlo al punto óptimo y mantener su posición. Considerando las características dinámicas del VANT que sigue, el sistema de control diseñado se divide en tres subsistemas de control para los canales longitudinal, de altitud y lateral. Utilizando control de rechazo de perturbaciones activas lineales (LADRC), el subsistema de control de cada canal está compuesto por dos controladores LADRC de primer orden en cascada. Uno es responsable del control de posición del lazo externo y el otro se utiliza para estabilizar la actitud del lazo interno. Este esquema de sistema de control puede reducir significativamente los efectos de acoplamiento entre los canales y suprimir de manera efectiva la transmisión de perturbaciones causadas por el efecto del vórtice de estela. Debido a la estructura en cascada del subsistema de control, la correlación entre los parámetros de control es muy alta. Por lo tanto, se propone la optimización inspirada en palomas con potencia de seno para optimizar los parámetros de control del subsistema de control de cada canal. Los resultados de la simulación para dos formaciones cerradas de VANT muestran que el sistema de control diseñado puede lograr un rendimiento dinámico estable y robusto dentro del rango de error esperado para maximizar los beneficios aerodinámicos de un VANT que sigue.

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