Estrategia de Asignación de Control Basada en Optimización Min-Max y Red Neuronal Simple
Autores: Li, Kaixin; Liu, Mei; Li, Xinliang; Yu, Xiaobin; Liu, Kun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Estrategia de Asignación de Control Basada en Optimización Min-Max y Red Neuronal Simple
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Servo
Rotor basculante
UAVs
Asignación de control
Equilibrado de empuje
Red neuronal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los UAVs de rotor inclinado sin servos desacoplan el control de posición y actitud sin utilizar servos, lo que reduce el peso estructural y elimina los límites de desplazamiento de los diseños tradicionales. En muchas aplicaciones, como las operaciones de plataformas aéreas y la fotogrametría aérea, se requieren grandes cambios de actitud durante el vuelo en posición de espera. Los esquemas de asignación de control convencionales tienden a distribuir el empuje de manera desigual, lo que hace que los actuadores sean propensos a la saturación. Para superar estos desafíos, proponemos una estrategia de asignación de control de equilibrio de empuje específicamente para octocópteros de rotor inclinado con bisagra pasiva. El método presentado integra la optimización min-max con el algoritmo de descomposición de fuerzas (FD), manejando eficazmente la saturación de los actuadores mientras mantiene una baja complejidad computacional. Además, se emplea una red neuronal entrenada fuera de línea para reemplazar el proceso de optimización en línea, permitiendo que el controlador completo opere en la placa de control de vuelo sin depender de una computadora a bordo. Los resultados de simulación y experimentos confirman la efectividad de la estrategia propuesta, demostrando un rendimiento de control mejorado y su viabilidad práctica para aplicaciones de UAV en el mundo real.
Descripción
Los UAVs de rotor inclinado sin servos desacoplan el control de posición y actitud sin utilizar servos, lo que reduce el peso estructural y elimina los límites de desplazamiento de los diseños tradicionales. En muchas aplicaciones, como las operaciones de plataformas aéreas y la fotogrametría aérea, se requieren grandes cambios de actitud durante el vuelo en posición de espera. Los esquemas de asignación de control convencionales tienden a distribuir el empuje de manera desigual, lo que hace que los actuadores sean propensos a la saturación. Para superar estos desafíos, proponemos una estrategia de asignación de control de equilibrio de empuje específicamente para octocópteros de rotor inclinado con bisagra pasiva. El método presentado integra la optimización min-max con el algoritmo de descomposición de fuerzas (FD), manejando eficazmente la saturación de los actuadores mientras mantiene una baja complejidad computacional. Además, se emplea una red neuronal entrenada fuera de línea para reemplazar el proceso de optimización en línea, permitiendo que el controlador completo opere en la placa de control de vuelo sin depender de una computadora a bordo. Los resultados de simulación y experimentos confirman la efectividad de la estrategia propuesta, demostrando un rendimiento de control mejorado y su viabilidad práctica para aplicaciones de UAV en el mundo real.