Control de Modo Deslizante de Tercer Orden para el Seguimiento de Trayectorias de Cuadricópteros Usando Optimización por Enjambre de Partículas
Autores: Chughtai, Muhammad Rizwan; Ahmad, Iftikhar; Mughees, Abdullah; Iqbal, Muddesar; Almakhles, Dhafer; Abdelrahim, Mahmoud
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Control de Modo Deslizante de Tercer Orden para el Seguimiento de Trayectorias de Cuadricópteros Usando Optimización por Enjambre de Partículas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Controlador
Seguimiento de trayectoria
Cuadricópteros
Técnicas de modo deslizante
Optimización por Enjambre de Partículas
Análisis de estabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio se centra en el diseño de un controlador para el seguimiento de trayectorias de cuadricópteros utilizando técnicas avanzadas de modo deslizante. Específicamente, se emplea un control de modo deslizante terminal integral basado en una función de barrera adaptativa con una ley de alcance de super-torsión para lograr un seguimiento de trayectoria preciso. El rendimiento del controlador se mejora aplicando Optimización por Enjambre de Partículas para ajustar los valores de ganancia. La dinámica no lineal del cuadricóptero se modela utilizando el enfoque de Euler-Lagrange, seguido de un análisis de estabilidad de Lyapunov para verificar la estabilidad del controlador. La función de barrera adaptativa se utiliza para prevenir la saturación de la señal de control, mientras que el controlador de modo deslizante de tercer orden reduce eficazmente el parpadeo. Además, se introduce una función de saturación para mitigar aún más el efecto de parpadeo. La efectividad del enfoque propuesto se demuestra a través de simulaciones numéricas, y su rendimiento se valida aún más mediante la implementación del controlador en bucle. Los resultados muestran que el método propuesto mejora significativamente la precisión del seguimiento de trayectorias.
Descripción
Este estudio se centra en el diseño de un controlador para el seguimiento de trayectorias de cuadricópteros utilizando técnicas avanzadas de modo deslizante. Específicamente, se emplea un control de modo deslizante terminal integral basado en una función de barrera adaptativa con una ley de alcance de super-torsión para lograr un seguimiento de trayectoria preciso. El rendimiento del controlador se mejora aplicando Optimización por Enjambre de Partículas para ajustar los valores de ganancia. La dinámica no lineal del cuadricóptero se modela utilizando el enfoque de Euler-Lagrange, seguido de un análisis de estabilidad de Lyapunov para verificar la estabilidad del controlador. La función de barrera adaptativa se utiliza para prevenir la saturación de la señal de control, mientras que el controlador de modo deslizante de tercer orden reduce eficazmente el parpadeo. Además, se introduce una función de saturación para mitigar aún más el efecto de parpadeo. La efectividad del enfoque propuesto se demuestra a través de simulaciones numéricas, y su rendimiento se valida aún más mediante la implementación del controlador en bucle. Los resultados muestran que el método propuesto mejora significativamente la precisión del seguimiento de trayectorias.