Seguimiento de Objetivos a Tiempo Fijo y Control de Cercado para Múltiples UAVs con Mediciones Solo de Dirección
Autores: Zhou, Zican; Hu, Jiangping; Wu, Xuesong; Liao, Shangzhi; Yuan, Jiao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Seguimiento de Objetivos a Tiempo Fijo y Control de Cercado para Múltiples UAVs con Mediciones Solo de Dirección
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Marco de control
Seguimiento de objetivos
Circunnavegación
Enjambre de UAV
Estimador de tiempo fijo
Estrategia de control jerárquica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Este artículo presenta un novedoso marco de control de tiempo fijo para el seguimiento simultáneo de objetivos y circunnavegación en un sistema de múltiples UAV, utilizando solo mediciones de ángulo. El enfoque propuesto permite que el enjambre de UAV forme y mantenga rápidamente una formación circular rígida alrededor de un objetivo en movimiento, con seguimiento continuo y espaciado angular uniforme entre los agentes. Una innovación clave es el desarrollo de un estimador distribuido de tiempo fijo, que permite a cada UAV localizar el objetivo dentro de un tiempo fijo utilizando solo información local de ángulo y comunicación inter-agente limitada. Basándose en este estimador, se diseña una estrategia de control jerárquica, donde un UAV líder guía la formación mientras que los seguidores logran y mantienen una distribución uniforme a lo largo de la órbita. La estabilidad de tiempo fijo del sistema cerrado en su conjunto se establece rigurosamente a través del análisis de Lyapunov. Las simulaciones numéricas confirman la convergencia de tiempo fijo del algoritmo. En comparación con un punto de referencia de convergencia asintótica existente, el enfoque propuesto logra una convergencia significativamente más rápida y determinista, con una precisión de formación mejorada.
Descripción
Este artículo presenta un novedoso marco de control de tiempo fijo para el seguimiento simultáneo de objetivos y circunnavegación en un sistema de múltiples UAV, utilizando solo mediciones de ángulo. El enfoque propuesto permite que el enjambre de UAV forme y mantenga rápidamente una formación circular rígida alrededor de un objetivo en movimiento, con seguimiento continuo y espaciado angular uniforme entre los agentes. Una innovación clave es el desarrollo de un estimador distribuido de tiempo fijo, que permite a cada UAV localizar el objetivo dentro de un tiempo fijo utilizando solo información local de ángulo y comunicación inter-agente limitada. Basándose en este estimador, se diseña una estrategia de control jerárquica, donde un UAV líder guía la formación mientras que los seguidores logran y mantienen una distribución uniforme a lo largo de la órbita. La estabilidad de tiempo fijo del sistema cerrado en su conjunto se establece rigurosamente a través del análisis de Lyapunov. Las simulaciones numéricas confirman la convergencia de tiempo fijo del algoritmo. En comparación con un punto de referencia de convergencia asintótica existente, el enfoque propuesto logra una convergencia significativamente más rápida y determinista, con una precisión de formación mejorada.