Control de seguimiento de objetivos anti-disturbios de vehículos terrestres no tripulados auxiliares para educación física
Autores: Liu, Lei; Yin, Wei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Control de seguimiento de objetivos anti-disturbios de vehículos terrestres no tripulados auxiliares para educación física
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Vehículo terrestre no tripulado
Educación física
Control de seguimiento de objetivos
Restricciones de seguridad
Dirección de movimiento
Análisis de estabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
El vehículo terrestre no tripulado auxiliar (AUGV) para educación física puede mejorar significativamente la continuidad y seguridad de los entrenamientos y competiciones. Sin embargo, los obstáculos y las restricciones del área límite presentan desafíos sustanciales para la eficiencia del AUGV. Este documento propone una estrategia de control de seguimiento de objetivos anti-disturbios para AUGV, permitiendo un seguimiento rápido de las pelotas fuera de los límites. En la capa de guía, diseñamos restricciones de seguridad basadas en la función de control Lyapunov de estabilización exponencial (ES-CLF) y la función de barrera de control (CBF), y resolvemos la ley de guía de velocidad de convergencia esperada a través de programación cuadrática. Además, la dirección de movimiento esperada del AUGV se determina utilizando la velocidad combinada esperada. En la capa de control, empleamos diferenciadores de seguimiento no lineales (NLTD) para lograr una estimación de tiempo finito de la derivada de la señal de velocidad de guía, y observamos la incertidumbre de los parámetros del modelo y las perturbaciones ambientales externas a través de un observador de perturbaciones de tiempo fijo. Finalmente, se desarrolla una estrategia de control de tiempo fijo para lograr un seguimiento preciso del objetivo. El análisis de estabilidad y los resultados de simulación confirman la efectividad de la estrategia de control de seguimiento de objetivos AUGV propuesta y el método de evitación de colisiones de seguridad.
Descripción
El vehículo terrestre no tripulado auxiliar (AUGV) para educación física puede mejorar significativamente la continuidad y seguridad de los entrenamientos y competiciones. Sin embargo, los obstáculos y las restricciones del área límite presentan desafíos sustanciales para la eficiencia del AUGV. Este documento propone una estrategia de control de seguimiento de objetivos anti-disturbios para AUGV, permitiendo un seguimiento rápido de las pelotas fuera de los límites. En la capa de guía, diseñamos restricciones de seguridad basadas en la función de control Lyapunov de estabilización exponencial (ES-CLF) y la función de barrera de control (CBF), y resolvemos la ley de guía de velocidad de convergencia esperada a través de programación cuadrática. Además, la dirección de movimiento esperada del AUGV se determina utilizando la velocidad combinada esperada. En la capa de control, empleamos diferenciadores de seguimiento no lineales (NLTD) para lograr una estimación de tiempo finito de la derivada de la señal de velocidad de guía, y observamos la incertidumbre de los parámetros del modelo y las perturbaciones ambientales externas a través de un observador de perturbaciones de tiempo fijo. Finalmente, se desarrolla una estrategia de control de tiempo fijo para lograr un seguimiento preciso del objetivo. El análisis de estabilidad y los resultados de simulación confirman la efectividad de la estrategia de control de seguimiento de objetivos AUGV propuesta y el método de evitación de colisiones de seguridad.