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Un Método de Campo Potencial Artificial Basado en Pseudo-Exponencial para el Control de Clústeres de UAV bajo Obstáculos Estáticos y Dinámicos

Autores: Zhang, Jie; Li, Fengyun; Li, Jiacheng; Chen, Qian; Sheng, Hanlin

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Un Método de Campo Potencial Artificial Basado en Pseudo-Exponencial para el Control de Clústeres de UAV bajo Obstáculos Estáticos y Dinámicos


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Estudio
Método de evasión de obstáculos
Vehículo aéreo no tripulado
Campo potencial artificial
Análisis de estabilidad
Resultados de simulación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio presenta un nuevo método de evasión de obstáculos para grupos de vehículos aéreos no tripulados (VANT) en presencia de obstáculos estáticos y dinámicos. Primero, se proporciona un modelo discreto tridimensional del VANT. En segundo lugar, se ilustra el campo potencial artificial (CPA) mejorado propuesto. En el diseño del esquema mejorado, se fusiona una función pseudo-exponencial en el campo potencial, evitando así puntos extremos locales. Se introduce resistencia por fricción para optimizar la vibración y mantener la estabilidad después de alcanzar los puntos finales deseados. Mientras tanto, se optimizan los parámetros relevantes y se definen límites de estado apropiados, mejorando así la estabilidad del control. En tercer lugar, el análisis de estabilidad de Lyapunov demuestra que todas las señales en el sistema de clúster de bucle cerrado están finalmente acotadas. Finalmente, los resultados de la simulación demuestran que el clúster de VANT puede reconstruir, formar y mantener formaciones de manera eficiente mientras evita obstáculos estáticos y dinámicos, además de mantener una distancia segura, resolviendo el problema del extremo local de los métodos tradicionales de campo potencial artificial. El esquema propuesto también se prueba en escenarios de múltiples VANT a gran escala. En conclusión, este estudio proporciona valiosos conocimientos para los ingenieros que trabajan con grupos de VANT que navegan a través de formaciones.

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