Drones Heterogéneos Coordinados para el Seguimiento de Trayectorias y Transporte de Cargas Irregulares Utilizando Control por Modo Deslizante
Autores: Farid, Umar; Khan, Bilal; Mehmood, C. Arshad; Ali, Muhammad; Shi, Yifang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Drones Heterogéneos Coordinados para el Seguimiento de Trayectorias y Transporte de Cargas Irregulares Utilizando Control por Modo Deslizante
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Uavs
Heterogéneos
Capacidades
Carga útil
Estrategia de control
Coordinación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los UAV heterogéneos ofrecen ventajas únicas en sistemas multiagente debido a sus diversas capacidades, incluyendo (a) diferentes capacidades de carga, (b) maniobrabilidad y (c) resistencia de vuelo. Estas propiedades los hacen particularmente adecuados para operaciones complejas, como levantar y transportar cargas de forma irregular con una distribución de masa uniforme. Los sistemas de UAV homogéneos pueden enfrentar limitaciones. Al utilizar estas capacidades, los UAV heterogéneos permiten una utilización eficiente de los recursos, adaptabilidad a condiciones dinámicas y coordinación precisa para misiones desafiantes. Este documento presenta una estrategia de control de modo deslizante distribuido (DSMC), diseñada para lograr un seguimiento de trayectoria estable y levantamiento sincronizado de cargas de forma irregular por UAV heterogéneos. El enfoque propuesto asegura mantener la estabilidad durante toda la operación. El marco ajusta dinámicamente los ángulos de alabeo, cabeceo y guiñada para lograr un levantamiento preciso de la carga, mientras mantiene la estabilidad durante el transporte. Además, realizamos un análisis comparativo entre DSMC y el controlador PID, evaluando su rendimiento en términos de precisión en el seguimiento de trayectoria, estabilidad de la carga y distancia de seguridad entre los drones. Los resultados de la simulación demuestran la efectividad del método propuesto para minimizar los errores de seguimiento de trayectoria, lograr un transporte suave de la carga y asegurar un rendimiento robusto. Los hallazgos destacan el potencial de DSMC como una estrategia de control confiable para la coordinación de múltiples UAV en escenarios complejos de transporte de carga.
Descripción
Los UAV heterogéneos ofrecen ventajas únicas en sistemas multiagente debido a sus diversas capacidades, incluyendo (a) diferentes capacidades de carga, (b) maniobrabilidad y (c) resistencia de vuelo. Estas propiedades los hacen particularmente adecuados para operaciones complejas, como levantar y transportar cargas de forma irregular con una distribución de masa uniforme. Los sistemas de UAV homogéneos pueden enfrentar limitaciones. Al utilizar estas capacidades, los UAV heterogéneos permiten una utilización eficiente de los recursos, adaptabilidad a condiciones dinámicas y coordinación precisa para misiones desafiantes. Este documento presenta una estrategia de control de modo deslizante distribuido (DSMC), diseñada para lograr un seguimiento de trayectoria estable y levantamiento sincronizado de cargas de forma irregular por UAV heterogéneos. El enfoque propuesto asegura mantener la estabilidad durante toda la operación. El marco ajusta dinámicamente los ángulos de alabeo, cabeceo y guiñada para lograr un levantamiento preciso de la carga, mientras mantiene la estabilidad durante el transporte. Además, realizamos un análisis comparativo entre DSMC y el controlador PID, evaluando su rendimiento en términos de precisión en el seguimiento de trayectoria, estabilidad de la carga y distancia de seguridad entre los drones. Los resultados de la simulación demuestran la efectividad del método propuesto para minimizar los errores de seguimiento de trayectoria, lograr un transporte suave de la carga y asegurar un rendimiento robusto. Los hallazgos destacan el potencial de DSMC como una estrategia de control confiable para la coordinación de múltiples UAV en escenarios complejos de transporte de carga.