Un Control Adaptativo No Lineal y Análisis de Robustez para el Aterrizaje Autónomo de UAVs
Autores: Feng, Yue; Hu, Quanwen; Wu, Weihan; Wu, Liaoni; Guo, Qiuquan; Zhang, Haitao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un Control Adaptativo No Lineal y Análisis de Robustez para el Aterrizaje Autónomo de UAVs
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Aterrizaje de UAV
Sistemas de control de vuelo automático
Control adaptativo L1
Control de aterrizaje
Robustez
Precisión de control
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
El proceso de aterrizaje de UAV tiene requisitos más altos para los sistemas de control de vuelo automático debido a factores como las perturbaciones del viento y las fuertes restricciones. Considerando la adaptación efectiva comprobada del sistema de control adaptativo L1 fuera de lazo (OLAC) propuesto en estudios anteriores, este artículo lo aplica al control de aterrizaje para mejorar la robustez y la precisión del control en presencia de incertidumbres complejas. Basado en la teoría de control moderno, se propone un algoritmo OLAC basado en LQR para sistemas de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO), lo que es favorable para el control acoplado del modo de actitud de vuelo. Para evaluar la robustez del sistema diseñado, se propone un método de análisis de margen de estabilidad de equivalencia para sistemas no lineales basado en la linealización de parámetros. Junto con una estrategia de aterrizaje autónomo detallada, que incluye planificación de trayectorias, control y guía, se verifica la efectividad de los métodos propuestos en una plataforma de simulación de alta fidelidad. La simulación de Monte-Carlo se implementa en el dominio del tiempo, y los resultados demuestran que OLAC exhibe una fuerte robustez y asegura que las variables de estado cumplan estrictamente con las restricciones de seguridad de vuelo.
Descripción
El proceso de aterrizaje de UAV tiene requisitos más altos para los sistemas de control de vuelo automático debido a factores como las perturbaciones del viento y las fuertes restricciones. Considerando la adaptación efectiva comprobada del sistema de control adaptativo L1 fuera de lazo (OLAC) propuesto en estudios anteriores, este artículo lo aplica al control de aterrizaje para mejorar la robustez y la precisión del control en presencia de incertidumbres complejas. Basado en la teoría de control moderno, se propone un algoritmo OLAC basado en LQR para sistemas de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO), lo que es favorable para el control acoplado del modo de actitud de vuelo. Para evaluar la robustez del sistema diseñado, se propone un método de análisis de margen de estabilidad de equivalencia para sistemas no lineales basado en la linealización de parámetros. Junto con una estrategia de aterrizaje autónomo detallada, que incluye planificación de trayectorias, control y guía, se verifica la efectividad de los métodos propuestos en una plataforma de simulación de alta fidelidad. La simulación de Monte-Carlo se implementa en el dominio del tiempo, y los resultados demuestran que OLAC exhibe una fuerte robustez y asegura que las variables de estado cumplan estrictamente con las restricciones de seguridad de vuelo.