Identificación de Dinámicas de UAV Basada en SINDy y PD para MPC
Autores: Guevara, Bryan S.; Varela-Aldás, José; Gandolfo, Daniel C.; Toibero, Juan M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Identificación de Dinámicas de UAV Basada en SINDy y PD para MPC
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Estudio
Dinámicas no lineales
Vehículos Aéreos No Tripulados
Metodologías basadas en datos
Modelado teórico
Proporcional-Derivativo (PD)
Identificación Escasa de Dinámicas No Lineales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio propone un marco integral para la identificación de dinámicas no lineales en Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT), integrando metodologías basadas en datos con enfoques de modelado teórico. Se emplean dos técnicas principales: aproximación de entrada de control basada en Proporcional-Derivativa (PD) e Identificación Escasa de Dinámicas No Lineales (SINDy). Abordando las limitaciones inherentes de la plataforma, donde las entradas de control están restringidas a ángulos de actitud específicos y velocidades en el eje z, el empuje y el par se aproximan a través de un controlador PD, que sirve como un intermediario práctico para facilitar la identificación de sistemas no lineales. Ambas metodologías aprovechan estrategias basadas en datos para construir modelos compactos e interpretables a partir de datos experimentales, capturando no linealidades significativas con alta fidelidad. Los modelos resultantes se evalúan rigurosamente dentro de un marco de Control Predictivo de Modelo (MPC), demostrando su eficacia en el seguimiento preciso de trayectorias. Además, la integración de conocimientos basados en datos mejora la precisión de los modelos identificados y el rendimiento del control. Este marco ofrece una solución robusta y adaptable para analizar la dinámica de los VANT en condiciones operativas realistas, enfatizando las fortalezas comparativas y la aplicabilidad de cada enfoque de modelado.
Descripción
Este estudio propone un marco integral para la identificación de dinámicas no lineales en Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT), integrando metodologías basadas en datos con enfoques de modelado teórico. Se emplean dos técnicas principales: aproximación de entrada de control basada en Proporcional-Derivativa (PD) e Identificación Escasa de Dinámicas No Lineales (SINDy). Abordando las limitaciones inherentes de la plataforma, donde las entradas de control están restringidas a ángulos de actitud específicos y velocidades en el eje z, el empuje y el par se aproximan a través de un controlador PD, que sirve como un intermediario práctico para facilitar la identificación de sistemas no lineales. Ambas metodologías aprovechan estrategias basadas en datos para construir modelos compactos e interpretables a partir de datos experimentales, capturando no linealidades significativas con alta fidelidad. Los modelos resultantes se evalúan rigurosamente dentro de un marco de Control Predictivo de Modelo (MPC), demostrando su eficacia en el seguimiento preciso de trayectorias. Además, la integración de conocimientos basados en datos mejora la precisión de los modelos identificados y el rendimiento del control. Este marco ofrece una solución robusta y adaptable para analizar la dinámica de los VANT en condiciones operativas realistas, enfatizando las fortalezas comparativas y la aplicabilidad de cada enfoque de modelado.