Planificación de Trayectorias Rápidas Basada en Pseudospectros y Guía de Linealización Feedforward
Autores: Mu, Lingxia; Cao, Shaowei; Wang, Ban; Zhang, Youmin; Feng, Nan; Li, Xiao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Planificación de Trayectorias Rápidas Basada en Pseudospectros y Guía de Linealización Feedforward
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Estrategia de guía basada en trayectoria
Vehículo espacial no tripulado
Planificación de trayectoria
Seguimiento de trayectoria
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se propone una estrategia de guía basada en trayectorias para la tarea de retorno terminal tridimensional de un vehículo espacial no tripulado (USV). El esquema general de guía consiste en la planificación de trayectorias de referencia y módulos de seguimiento de trayectorias robustas. El algoritmo de planificación de trayectorias implica determinar el movimiento del USV para lograr un objetivo prescrito bajo múltiples restricciones. El modelo de USV basado en el dominio de altitud se demuestra primero como diferencialmente plano utilizando la presión dinámica y la posición del USV como salidas planas. El problema original de planificación de trayectorias se reformula en un espacio de salida plana de menor dimensión. La discretización del problema de planificación se logra utilizando el método pseudospectral, sobre el cual se diseña una técnica de suposición inicial para acelerar la velocidad de resolución del algoritmo de planificación. Posteriormente, se diseña una ley de guía de seguimiento de trayectorias basada en la linealización por anticipado utilizando la propiedad de planitud diferencial del modelo en el dominio de altitud. Los resultados de simulación en diferentes escenarios muestran que la estrategia de guía propuesta proporciona una solución de guía satisfactoria.
Descripción
Se propone una estrategia de guía basada en trayectorias para la tarea de retorno terminal tridimensional de un vehículo espacial no tripulado (USV). El esquema general de guía consiste en la planificación de trayectorias de referencia y módulos de seguimiento de trayectorias robustas. El algoritmo de planificación de trayectorias implica determinar el movimiento del USV para lograr un objetivo prescrito bajo múltiples restricciones. El modelo de USV basado en el dominio de altitud se demuestra primero como diferencialmente plano utilizando la presión dinámica y la posición del USV como salidas planas. El problema original de planificación de trayectorias se reformula en un espacio de salida plana de menor dimensión. La discretización del problema de planificación se logra utilizando el método pseudospectral, sobre el cual se diseña una técnica de suposición inicial para acelerar la velocidad de resolución del algoritmo de planificación. Posteriormente, se diseña una ley de guía de seguimiento de trayectorias basada en la linealización por anticipado utilizando la propiedad de planitud diferencial del modelo en el dominio de altitud. Los resultados de simulación en diferentes escenarios muestran que la estrategia de guía propuesta proporciona una solución de guía satisfactoria.