Ley de guía cooperativa espaciotemporal robusta de tiempo prescrito de ganancia acotada para UAVs bajo topologías fuertemente conectadas conjuntamente
Autores: Qin, Mingxing; Wang, Le; Xi, Jianxiang; Wang, Cheng; Luo, Shaojie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Ley de guía cooperativa espaciotemporal robusta de tiempo prescrito de ganancia acotada para UAVs bajo topologías fuertemente conectadas conjuntamente
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Papel
Tridimensional
Ley de guía cooperativa
Vehículos aéreos no tripulados
Criterio de estabilidad en tiempo prescrito
Tiempo de convergencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta una ley de guía cooperativa espaciotemporal robusta en tres dimensiones para vehículos aéreos no tripulados (VANT) para rastrear un objetivo dinámico bajo topologías fuertemente conectadas de manera conjunta, incluso cuando algunos VANT fallan. Para resolver el desafío de ganancia infinita en las leyes de guía cooperativa de tiempo prescrito existentes, se formuló un nuevo criterio de estabilidad de tiempo prescrito con ganancia acotada. Este criterio permite que el tiempo de convergencia de la ley de guía se prescriba arbitrariamente sin ningún compromiso en el rendimiento de convergencia. En primer lugar, se diseñan nuevos observadores de perturbaciones de tiempo prescrito para lograr estimaciones precisas de la aceleración del objetivo dentro de un tiempo prescrito, independientemente de las condiciones iniciales. Luego, aprovechando un observador de casco convexo distribuido, se propone un comando de aceleración tangencial para dirigir los tiempos de llegada hacia una combinación convexa común dentro de un tiempo prescrito bajo topologías fuertemente conectadas de manera conjunta, manteniéndose efectivo incluso cuando fallan parcialmente algunos VANT. Además, al utilizar un método de control de modo deslizante no singular de tiempo prescrito, se desarrollan comandos de aceleración normal para garantizar que las restricciones de ángulos de línea de visión se puedan satisfacer dentro de un tiempo prescrito. Finalmente, simulaciones numéricas validan la efectividad de la ley de guía propuesta.
Descripción
Este documento presenta una ley de guía cooperativa espaciotemporal robusta en tres dimensiones para vehículos aéreos no tripulados (VANT) para rastrear un objetivo dinámico bajo topologías fuertemente conectadas de manera conjunta, incluso cuando algunos VANT fallan. Para resolver el desafío de ganancia infinita en las leyes de guía cooperativa de tiempo prescrito existentes, se formuló un nuevo criterio de estabilidad de tiempo prescrito con ganancia acotada. Este criterio permite que el tiempo de convergencia de la ley de guía se prescriba arbitrariamente sin ningún compromiso en el rendimiento de convergencia. En primer lugar, se diseñan nuevos observadores de perturbaciones de tiempo prescrito para lograr estimaciones precisas de la aceleración del objetivo dentro de un tiempo prescrito, independientemente de las condiciones iniciales. Luego, aprovechando un observador de casco convexo distribuido, se propone un comando de aceleración tangencial para dirigir los tiempos de llegada hacia una combinación convexa común dentro de un tiempo prescrito bajo topologías fuertemente conectadas de manera conjunta, manteniéndose efectivo incluso cuando fallan parcialmente algunos VANT. Además, al utilizar un método de control de modo deslizante no singular de tiempo prescrito, se desarrollan comandos de aceleración normal para garantizar que las restricciones de ángulos de línea de visión se puedan satisfacer dentro de un tiempo prescrito. Finalmente, simulaciones numéricas validan la efectividad de la ley de guía propuesta.