Un Controlador Longitudinal No Lineal de Alto Rendimiento para UAVs de Ala Fija Basado en Control de Costo Garantizado Difuso
Autores: Li, Jun; Liu, Xiaobao; Wu, Dawei; Pi, Zhengyang; Liu, Tianyi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un Controlador Longitudinal No Lineal de Alto Rendimiento para UAVs de Ala Fija Basado en Control de Costo Garantizado Difuso
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
VANT
Control longitudinal
Técnica F-GCC
Modelo de estimación de empuje
Diseño de controladores
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) han atraído más atención en diversas industrias en los últimos años, lo que ha llevado a un desarrollo significativo en su diseño y aplicación a nivel mundial. Debido al alto acoplamiento entre los estados de los VANT, las incertidumbres del modelo y diversas perturbaciones, el control longitudinal preciso de los VANT sigue siendo un desafío de investigación importante. Orientado al control de velocidad y altitud de un VANT de ala fija propulsado eléctricamente, este documento presenta una nueva estrategia de control basada en la técnica de control de costo garantizado difuso (F-GCC), que resulta en una ley de control de retroalimentación de estado longitudinal no lineal con un criterio de estabilidad estricto, abordando efectivamente el problema del acoplamiento de estados. Además, la estrategia también incluye un modelo de estimación de empuje del sistema de propulsión eléctrica para reducir significativamente la no linealidad, simplificando el diseño del controlador mientras se preserva efectivamente el rendimiento del control de seguimiento. A través de la validación numérica, el controlador no lineal longitudinal del VANT diseñado utilizando la técnica F-GCC ofrece una mejor respuesta transitoria y una mayor robustez que los controladores lineales tradicionales y ADRC.
Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) han atraído más atención en diversas industrias en los últimos años, lo que ha llevado a un desarrollo significativo en su diseño y aplicación a nivel mundial. Debido al alto acoplamiento entre los estados de los VANT, las incertidumbres del modelo y diversas perturbaciones, el control longitudinal preciso de los VANT sigue siendo un desafío de investigación importante. Orientado al control de velocidad y altitud de un VANT de ala fija propulsado eléctricamente, este documento presenta una nueva estrategia de control basada en la técnica de control de costo garantizado difuso (F-GCC), que resulta en una ley de control de retroalimentación de estado longitudinal no lineal con un criterio de estabilidad estricto, abordando efectivamente el problema del acoplamiento de estados. Además, la estrategia también incluye un modelo de estimación de empuje del sistema de propulsión eléctrica para reducir significativamente la no linealidad, simplificando el diseño del controlador mientras se preserva efectivamente el rendimiento del control de seguimiento. A través de la validación numérica, el controlador no lineal longitudinal del VANT diseñado utilizando la técnica F-GCC ofrece una mejor respuesta transitoria y una mayor robustez que los controladores lineales tradicionales y ADRC.