Control de Seguimiento de Consenso Robusto para Sistemas de Múltiples Vehículos Aéreos No Tripulados (UAV) Sujetos a Ruido de Medición y Perturbaciones Externas
Autores: Zheng, Zhiyuan; Tong, Shiji; Wang, Erquan; Zhu, Yang; Shao, Jinliang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Control de Seguimiento de Consenso Robusto para Sistemas de Múltiples Vehículos Aéreos No Tripulados (UAV) Sujetos a Ruido de Medición y Perturbaciones Externas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Consenso
Control de seguimiento
Ruido
Perturbaciones
Observador distribuido
Robusto
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En la práctica, el rendimiento del consenso de un sistema multi-UAV puede degradarse significativamente debido a la presencia de ruido de medición y perturbaciones. Sin embargo, rechazar simultáneamente el ruido y las perturbaciones para lograr un control de seguimiento de consenso de alta precisión es bastante desafiante. En este documento, para abordar este problema, proponemos un nuevo marco de control de seguimiento de consenso distribuido que consiste en un observador distribuido y un controlador de seguimiento basado en un estimador dual local. El observador distribuido de cada UAV estima los estados del líder y genera la referencia local, funcionando incluso bajo una topología de comunicación cambiante. En el diseño del controlador de seguimiento local, revelamos que el control basado en un estimador de incertidumbre y perturbación (UDE) clásico puede magnificar el ruido. Al combinar el estimador de error de medición (MEE) con UDE, se diseña un controlador de seguimiento robusto local para rechazar simultáneamente el ruido y las perturbaciones. La sintonización de parámetros de MEE y UDE se unifica en un solo parámetro, y la relación monótona entre este parámetro y el rendimiento del sistema se revela mediante el teorema de perturbación singular. Finalmente, la validez del marco de control propuesto se verifica tanto mediante simulaciones como a través de experimentos comparativos en el mundo real.
Descripción
En la práctica, el rendimiento del consenso de un sistema multi-UAV puede degradarse significativamente debido a la presencia de ruido de medición y perturbaciones. Sin embargo, rechazar simultáneamente el ruido y las perturbaciones para lograr un control de seguimiento de consenso de alta precisión es bastante desafiante. En este documento, para abordar este problema, proponemos un nuevo marco de control de seguimiento de consenso distribuido que consiste en un observador distribuido y un controlador de seguimiento basado en un estimador dual local. El observador distribuido de cada UAV estima los estados del líder y genera la referencia local, funcionando incluso bajo una topología de comunicación cambiante. En el diseño del controlador de seguimiento local, revelamos que el control basado en un estimador de incertidumbre y perturbación (UDE) clásico puede magnificar el ruido. Al combinar el estimador de error de medición (MEE) con UDE, se diseña un controlador de seguimiento robusto local para rechazar simultáneamente el ruido y las perturbaciones. La sintonización de parámetros de MEE y UDE se unifica en un solo parámetro, y la relación monótona entre este parámetro y el rendimiento del sistema se revela mediante el teorema de perturbación singular. Finalmente, la validez del marco de control propuesto se verifica tanto mediante simulaciones como a través de experimentos comparativos en el mundo real.