Un Sistema de Guía Difusa para el Encuentro y la Persecución de Objetivos Móviles
Autores: Alibani, Michael; Innocenti, Mario; Pollini, Lorenzo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Un Sistema de Guía Difusa para el Encuentro y la Persecución de Objetivos Móviles
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Desarrollo
Sistema de guía difusa
Vehículos aéreos no tripulados
Encuentro
Objetivo en maniobra
Controladores difusos de Takagi-Sugeno
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo presenta el desarrollo de un sistema de guía difusa (FGS) para vehículos aéreos no tripulados capaces de perseguir y realizar encuentros con objetivos estáticos y móviles. El sistema está diseñado para permitir que el vehículo se acerque a un objetivo en maniobra desde una dirección de llegada deseada y para finalizar el encuentro a una distancia constante del objetivo. Para realizar un encuentro con un objetivo en maniobra, la dirección de llegada deseada se ajusta con el tiempo para siempre acercarse al objetivo desde atrás, de modo que los vectores de velocidad del avión y del objetivo se alineen. El sistema de guía propuesto asume la presencia de un piloto automático y utiliza un conjunto de controladores difusos de Takagi-Sugeno para generar las referencias de orientación y velocidad para los lazos de control de velocidad y rumbo, dada la posición y velocidad relativas entre el avión y el objetivo. El FGS trata al objetivo como un punto de referencia móvil en un espacio 4-D (posición en 2 dimensiones, rumbo de cruce deseado y velocidad) y guía al avión en trayectorias adecuadas hacia el objetivo. Solo cuando el vehículo está lo suficientemente cerca del punto de encuentro, la ley de guía se complementa con un controlador lineal adicional para gestionar la fase de mantenimiento de formación terminal. Las capacidades del FGS de encuentro propuesto se verifican en simulación tanto en objetivos en maniobra como en objetivos no en maniobra. Finalmente, se presentan resultados experimentales utilizando un sistema aéreo de múltiples rotores para objetivos fijos y acelerados.
Descripción
Este artículo presenta el desarrollo de un sistema de guía difusa (FGS) para vehículos aéreos no tripulados capaces de perseguir y realizar encuentros con objetivos estáticos y móviles. El sistema está diseñado para permitir que el vehículo se acerque a un objetivo en maniobra desde una dirección de llegada deseada y para finalizar el encuentro a una distancia constante del objetivo. Para realizar un encuentro con un objetivo en maniobra, la dirección de llegada deseada se ajusta con el tiempo para siempre acercarse al objetivo desde atrás, de modo que los vectores de velocidad del avión y del objetivo se alineen. El sistema de guía propuesto asume la presencia de un piloto automático y utiliza un conjunto de controladores difusos de Takagi-Sugeno para generar las referencias de orientación y velocidad para los lazos de control de velocidad y rumbo, dada la posición y velocidad relativas entre el avión y el objetivo. El FGS trata al objetivo como un punto de referencia móvil en un espacio 4-D (posición en 2 dimensiones, rumbo de cruce deseado y velocidad) y guía al avión en trayectorias adecuadas hacia el objetivo. Solo cuando el vehículo está lo suficientemente cerca del punto de encuentro, la ley de guía se complementa con un controlador lineal adicional para gestionar la fase de mantenimiento de formación terminal. Las capacidades del FGS de encuentro propuesto se verifican en simulación tanto en objetivos en maniobra como en objetivos no en maniobra. Finalmente, se presentan resultados experimentales utilizando un sistema aéreo de múltiples rotores para objetivos fijos y acelerados.