Control Predictivo en Tiempo Continuo Mejorado con Observador de Perturbaciones Lineales para el Control de Seguimiento de Trayectoria en Línea Recta de Pequeñas Aeronaves No Tripuladas
Autores: Qi, Weiwei; Tong, Mingbo; Li, Xubo; Wang, Qi; Song, Wei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Control Predictivo en Tiempo Continuo Mejorado con Observador de Perturbaciones Lineales para el Control de Seguimiento de Trayectoria en Línea Recta de Pequeñas Aeronaves No Tripuladas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Papel
Problema de seguimiento de trayectoria en línea recta
Vehículos aéreos no tripulados de ala fija
Incertidumbres
ángulo de guiñada de comando
Plano lateral
Parámetros geométricos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
Este documento estudia el problema de seguimiento de trayectoria en línea recta en el plano lateral para vehículos aéreos no tripulados de ala fija (FWUAV) que son susceptibles a incertidumbres. En primer lugar, basándose en la ubicación del marco natural en las trayectorias de referencia prescritas, se resuelve analíticamente el ángulo de guiñada de comando (que es la base para el diseño del sistema de control del ángulo de guiñada) combinándolo con los errores de seguimiento de trayectoria, ángulo de ataque, ángulo de deslizamiento lateral, ángulos de actitud y parámetros geométricos de las trayectorias de referencia prescritas. En segundo lugar, al considerar características dinámicas complicadas, se diseña un observador de estado extendido lineal para estimar incertidumbres como no linealidades, acoplamientos y dinámicas no modeladas cuyos valores estimados se incorporan en los controladores predictivos en tiempo continuo para la compensación de retroalimentación. Finalmente, se realizan simulaciones numéricas para demostrar las ventajas del método propuesto, incluyendo la reducción de errores de seguimiento y una mayor robustez en el sistema en lazo cerrado, en comparación con los enfoques convencionales de inversión dinámica no lineal y control por modo deslizante.
Descripción
Este documento estudia el problema de seguimiento de trayectoria en línea recta en el plano lateral para vehículos aéreos no tripulados de ala fija (FWUAV) que son susceptibles a incertidumbres. En primer lugar, basándose en la ubicación del marco natural en las trayectorias de referencia prescritas, se resuelve analíticamente el ángulo de guiñada de comando (que es la base para el diseño del sistema de control del ángulo de guiñada) combinándolo con los errores de seguimiento de trayectoria, ángulo de ataque, ángulo de deslizamiento lateral, ángulos de actitud y parámetros geométricos de las trayectorias de referencia prescritas. En segundo lugar, al considerar características dinámicas complicadas, se diseña un observador de estado extendido lineal para estimar incertidumbres como no linealidades, acoplamientos y dinámicas no modeladas cuyos valores estimados se incorporan en los controladores predictivos en tiempo continuo para la compensación de retroalimentación. Finalmente, se realizan simulaciones numéricas para demostrar las ventajas del método propuesto, incluyendo la reducción de errores de seguimiento y una mayor robustez en el sistema en lazo cerrado, en comparación con los enfoques convencionales de inversión dinámica no lineal y control por modo deslizante.