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Seguimiento de Trayectorias de UAVs Usando un Diferenciador de Seguimiento Sigmoide y un Observador de Estado Ampliado de Tiempo Finito de Ganancia Variable

Autores: Zhu, Wenxing; Wang, Lihui; Ren, Yuan; Li, Yong

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Seguimiento de Trayectorias de UAVs Usando un Diferenciador de Seguimiento Sigmoide y un Observador de Estado Ampliado de Tiempo Finito de Ganancia Variable


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Control de actitud de quadrotor
Control de posición
Perturbaciones
ADRC
Seguimiento de trayectoria
Controlador de modo deslizante

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se considera el problema del control de actitud y posición de un quadrotor en presencia de perturbaciones generalmente agrupadas: perturbaciones externas e incertidumbre del modelo. Se propone un controlador de rechazo de perturbaciones activas mejorado (ADRC) para el seguimiento de trayectorias del quadrotor, con el fin de compensar las perturbaciones agrupadas. En primer lugar, se propone un diferenciador de seguimiento sigmoide mejorado (ISTD), que combina una función sigmoide mejorada y un atractor terminal de modo deslizante, lo que puede acelerar la tasa de convergencia global y reducir efectivamente el parpadeo. En segundo lugar, se propone un enfoque novedoso de observador de estado extendido de tiempo finito de ganancia variable (VGFESO) para estimar efectivamente las perturbaciones agrupadas, mientras que los errores de observación convergen a cero en tiempo finito. Luego, se utiliza un controlador de modo deslizante de super-torsión (STWSMC) para el control de seguimiento de la posición y actitud deseadas. Finalmente, se demuestra la convergencia de VGFESO y la estabilidad en lazo cerrado del sistema de control. Los resultados muestran que el tiempo de convergencia del esquema de control propuesto es el más corto, y el error absoluto integral del ADRC mejorado se reduce de 2.64 a 0.91. La capacidad de anti-perturbación del controlador propuesto se ilustra completamente en comparación con el ADRC y el controlador de modo deslizante terminal rápido no singular adaptativo robusto (RANFTSMC).

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