Controlador de Navegación y Actitud Difusa PIV Inteligente para un Mini-UAV Octorotor
Autores: Tellez-Belkotosky, Pablo A.; Cabriales-Ramirez, Luis E.; Gutierrez-Martinez, Manuel A.; Ollervides-Vazquez, Edmundo Javier
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Controlador de Navegación y Actitud Difusa PIV Inteligente para un Mini-UAV Octorotor
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Proporcional
Integral
Velocidad
Programación de ganancia difusa
Mini vehículo aéreo no tripulado
Controlador
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
En esta investigación, se desarrolla un controlador de vuelo de programación de ganancia difusa proporcional más integral más velocidad (PIV) para un vehículo aéreo no tripulado mini octorotor. El esquema del controlador de vuelo diseñado, con un término PIV, se combina con un enfoque de programación de ganancia difusa. El controlador de seguimiento PIV de programación de ganancia difusa se basa en dos controladores conectados en cascada con un enfoque de saturación. Se aplican las ecuaciones de movimiento de Newton-Euler para obtener un modelo matemático para el vehículo aéreo no tripulado mini octorotor (mini-UAV). El enfoque del controlador de vuelo se aplica para obtener momentos y fuerzas de acoplamiento con trayectoria de seguimiento de actitud y navegación interconectadas. En el diseño de un controlador de navegación de vuelo con dos capas, la capa interna consiste en un controlador de programación de ganancia difusa PIV que se aplica a la dinámica de actitud, obteniendo las referencias para el controlador de programación de ganancia difusa PIV de la capa externa acoplada, que manipula la dinámica translacional. El controlador de navegación PIV de programación de ganancia difusa está saturado para limitar las fuerzas translacionales y evitar grandes desviaciones de los comandos a los ángulos de Euler de cabeceo y alabeo, y se implementa otro controlador saturado para el rotor de empuje limitado para evitar la velocidad angular excesiva de estos rotores. Se realiza una simulación de navegación de vuelo del mini-UAV octorotor para validar el control de seguimiento de una secuencia de movimientos en cada eje, lo que se presenta como una validación para el esquema de control propuesto.
Descripción
En esta investigación, se desarrolla un controlador de vuelo de programación de ganancia difusa proporcional más integral más velocidad (PIV) para un vehículo aéreo no tripulado mini octorotor. El esquema del controlador de vuelo diseñado, con un término PIV, se combina con un enfoque de programación de ganancia difusa. El controlador de seguimiento PIV de programación de ganancia difusa se basa en dos controladores conectados en cascada con un enfoque de saturación. Se aplican las ecuaciones de movimiento de Newton-Euler para obtener un modelo matemático para el vehículo aéreo no tripulado mini octorotor (mini-UAV). El enfoque del controlador de vuelo se aplica para obtener momentos y fuerzas de acoplamiento con trayectoria de seguimiento de actitud y navegación interconectadas. En el diseño de un controlador de navegación de vuelo con dos capas, la capa interna consiste en un controlador de programación de ganancia difusa PIV que se aplica a la dinámica de actitud, obteniendo las referencias para el controlador de programación de ganancia difusa PIV de la capa externa acoplada, que manipula la dinámica translacional. El controlador de navegación PIV de programación de ganancia difusa está saturado para limitar las fuerzas translacionales y evitar grandes desviaciones de los comandos a los ángulos de Euler de cabeceo y alabeo, y se implementa otro controlador saturado para el rotor de empuje limitado para evitar la velocidad angular excesiva de estos rotores. Se realiza una simulación de navegación de vuelo del mini-UAV octorotor para validar el control de seguimiento de una secuencia de movimientos en cada eje, lo que se presenta como una validación para el esquema de control propuesto.