Investigación sobre la Maniobrabilidad Lateral de un Vehículo Supercavitante Basada en el Control Adaptativo de Modo Deslizante RBFNN con Restricción de Rodadura y Evitación de Fuerza de Planeo
Autores: Yang, Guang; Lu, Faxing; Xu, Junfei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigación sobre la Maniobrabilidad Lateral de un Vehículo Supercavitante Basada en el Control Adaptativo de Modo Deslizante RBFNN con Restricción de Rodadura y Evitación de Fuerza de Planeo
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Vehículo de superavitación
Control de movimiento lateral
Características hidrodinámicas
Función de base radial
Deslizamiento adaptativo basado en redes neuronales
Perturbaciones inducidas por el océano
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Este documento aborda el control del movimiento lateral de un vehículo supercavitante y estudia su capacidad de maniobra. De acuerdo con las características hidrodinámicas únicas del vehículo supercavitante, se construyen modelos dinámicos y cinemáticos no lineales acoplados de 6 grados de libertad (DOF) considerando los efectos de retardo en el tiempo. Se propone un esquema de control que utiliza una función de base radial (RBF) basada en redes neuronales (NN) con deslizamiento adaptativo y evitación de fuerzas de planeo para controlar simultáneamente la estabilidad longitudinal y el movimiento lateral del vehículo supercavitante en presencia de perturbaciones externas inducidas por el océano. La estimación en línea de perturbaciones no lineales se realiza en tiempo real mediante la NN diseñada y se compensa en las leyes de control dinámico. Se introducen las leyes adaptativas de los pesos de la NN y los parámetros de control para mejorar el rendimiento de la NN. Se utiliza el método de mínimos cuadrados para resolver los esfuerzos de control del actuador con restricción de rodadura en tiempo real. Pruebas teóricas rigurosas basadas en la teoría de Lyapunov demuestran la estabilidad asintótica global del controlador propuesto. Finalmente, se realizaron simulaciones numéricas para obtener la máxima maniobrabilidad y verificar la efectividad y robustez del esquema de control propuesto.
Descripción
Este documento aborda el control del movimiento lateral de un vehículo supercavitante y estudia su capacidad de maniobra. De acuerdo con las características hidrodinámicas únicas del vehículo supercavitante, se construyen modelos dinámicos y cinemáticos no lineales acoplados de 6 grados de libertad (DOF) considerando los efectos de retardo en el tiempo. Se propone un esquema de control que utiliza una función de base radial (RBF) basada en redes neuronales (NN) con deslizamiento adaptativo y evitación de fuerzas de planeo para controlar simultáneamente la estabilidad longitudinal y el movimiento lateral del vehículo supercavitante en presencia de perturbaciones externas inducidas por el océano. La estimación en línea de perturbaciones no lineales se realiza en tiempo real mediante la NN diseñada y se compensa en las leyes de control dinámico. Se introducen las leyes adaptativas de los pesos de la NN y los parámetros de control para mejorar el rendimiento de la NN. Se utiliza el método de mínimos cuadrados para resolver los esfuerzos de control del actuador con restricción de rodadura en tiempo real. Pruebas teóricas rigurosas basadas en la teoría de Lyapunov demuestran la estabilidad asintótica global del controlador propuesto. Finalmente, se realizaron simulaciones numéricas para obtener la máxima maniobrabilidad y verificar la efectividad y robustez del esquema de control propuesto.