Control de Seguimiento de Formación Prescrita en Tiempo Distribuido para Sistemas Multi-UAV con Perturbaciones Externas
Autores: Ren, Ruichi; Qin, Kaiyu; Luo, Zhenbing; Lin, Boxian; Li, Meng; Shi, Mengji
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Control de Seguimiento de Formación Prescrita en Tiempo Distribuido para Sistemas Multi-UAV con Perturbaciones Externas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Sensible al tiempo
Control de formación
Sistemas multi-UAV
Formación de tiempo prescrito
Teoría de estabilidad en tiempo fijo
Resultados de simulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En misiones aéreas sensibles al tiempo, como la vigilancia urbana, la respuesta a emergencias y las operaciones en espacios aéreos adversarios, lograr un control de formación rápido y confiable de sistemas multi-UAV es crucial. Este documento aborda el desafío de garantizar un control de formación robusto y eficiente bajo estrictas limitaciones de tiempo. El esquema de control de formación de tiempo prescrito sin singularidades (PTF) propuesto garantiza la finalización de la tarea dentro de un tiempo definido por el usuario, independientemente de las condiciones iniciales y los parámetros de control. A diferencia de los métodos existentes basados en escalado, que sufren de ganancias no acotadas, y de las estrategias de tiempo fijo con límites de convergencia no ajustables, el esquema propuesto utiliza la teoría de estabilidad de tiempo fijo y la sintonización sistemática de parámetros para evitar problemas de singularidad, al tiempo que garantiza robustez y convergencia predecible. El método también se adapta a topologías de comunicación dirigidas y perturbaciones externas desconocidas, permitiendo que los UAV seguidores sigan a un líder dinámico y mantengan la formación geométrica deseada. Finalmente, algunos resultados de simulación demuestran la efectividad de la estrategia de control propuesta, mostrando su superioridad sobre los métodos existentes y validando su potencial para aplicaciones prácticas.
Descripción
En misiones aéreas sensibles al tiempo, como la vigilancia urbana, la respuesta a emergencias y las operaciones en espacios aéreos adversarios, lograr un control de formación rápido y confiable de sistemas multi-UAV es crucial. Este documento aborda el desafío de garantizar un control de formación robusto y eficiente bajo estrictas limitaciones de tiempo. El esquema de control de formación de tiempo prescrito sin singularidades (PTF) propuesto garantiza la finalización de la tarea dentro de un tiempo definido por el usuario, independientemente de las condiciones iniciales y los parámetros de control. A diferencia de los métodos existentes basados en escalado, que sufren de ganancias no acotadas, y de las estrategias de tiempo fijo con límites de convergencia no ajustables, el esquema propuesto utiliza la teoría de estabilidad de tiempo fijo y la sintonización sistemática de parámetros para evitar problemas de singularidad, al tiempo que garantiza robustez y convergencia predecible. El método también se adapta a topologías de comunicación dirigidas y perturbaciones externas desconocidas, permitiendo que los UAV seguidores sigan a un líder dinámico y mantengan la formación geométrica deseada. Finalmente, algunos resultados de simulación demuestran la efectividad de la estrategia de control propuesta, mostrando su superioridad sobre los métodos existentes y validando su potencial para aplicaciones prácticas.