Optimización Rápida de Parámetros del Controlador de Rechazo de Perturbaciones Activas para UAVs Quadrotor Usando Modelado Surrogado de Kriging
Autores: Zhou, Wenya; Zhang, Shuyue; Hu, Xinhan; Zong, Fei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Optimización Rápida de Parámetros del Controlador de Rechazo de Perturbaciones Activas para UAVs Quadrotor Usando Modelado Surrogado de Kriging
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Controlador de rechazo de perturbaciones activas
Resistencia a interferencias
Sistemas de control
Peso de carga útil
Vehículos aéreos no tripulados quadrotor
Algoritmo de optimización de sustitutos de kriging
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
El Controlador de Rechazo de Perturbaciones Activo (ADRC), celebrado por su superior resistencia a la interferencia, se presenta como una solución ejemplar para el desarrollo de sistemas de control diseñados para acomodar cambios sustanciales en el peso de la carga útil para vehículos aéreos no tripulados (UAV) de tipo quadrotor y para soportar vientos laterales robustos junto con otros escenarios operativos desafiantes. A pesar de la complejidad inherente debido a los numerosos parámetros requeridos para la configuración del ADRC, se ha introducido un método innovador que utiliza el algoritmo de optimización de Kriging como sustituto para automatizar y acelerar la generación de estos parámetros del controlador. El desarrollo del ADRC comienza con el modelo dinámico del UAV quadrotor, seguido de la identificación de los parámetros clave de diseño. Estos parámetros se optimizan rápidamente a través del algoritmo de optimización de Kriging. La efectividad del controlador se confirma al implementar el ADRC en el hardware de control de vuelo Pixhawk, con un análisis comparativo de la respuesta de actitud bajo diversas condiciones de operación, validando así el superior rendimiento anti-perturbaciones del ADRC.
Descripción
El Controlador de Rechazo de Perturbaciones Activo (ADRC), celebrado por su superior resistencia a la interferencia, se presenta como una solución ejemplar para el desarrollo de sistemas de control diseñados para acomodar cambios sustanciales en el peso de la carga útil para vehículos aéreos no tripulados (UAV) de tipo quadrotor y para soportar vientos laterales robustos junto con otros escenarios operativos desafiantes. A pesar de la complejidad inherente debido a los numerosos parámetros requeridos para la configuración del ADRC, se ha introducido un método innovador que utiliza el algoritmo de optimización de Kriging como sustituto para automatizar y acelerar la generación de estos parámetros del controlador. El desarrollo del ADRC comienza con el modelo dinámico del UAV quadrotor, seguido de la identificación de los parámetros clave de diseño. Estos parámetros se optimizan rápidamente a través del algoritmo de optimización de Kriging. La efectividad del controlador se confirma al implementar el ADRC en el hardware de control de vuelo Pixhawk, con un análisis comparativo de la respuesta de actitud bajo diversas condiciones de operación, validando así el superior rendimiento anti-perturbaciones del ADRC.