Control de seguimiento de seguridad en tiempo fijo de QUAV bajo perturbaciones externas utilizando una función de...

Área de la Ciencia:

• Robótica; Sistemas de Control; Ingeniería Aeroespacial

Sus antecedentes:

• Los vehículos aéreos no tripulados cuatrimotor (QUAV) se enfrentan a desafíos en entornos dinámicos con obstáculos y perturbaciones externas.
• Garantizar la seguridad, la estabilidad y el seguimiento preciso de la trayectoria en tales condiciones es fundamental para la operación de los QUAV.
• Los métodos de control existentes pueden tener dificultades con límites de perturbaciones desconocidos o requerir condiciones iniciales específicas para la convergencia.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un esquema de control de seguridad robusto en tiempo fijo para QUAVs.
• Abordar simultáneamente la evasión de obstáculos dinámicos y el rechazo de perturbaciones externas.
• Lograr la convergencia del estado en un tiempo fijo, independientemente de los estados iniciales.

Principales métodos:

• Diseño de una función de barrera de control robusta de orden superior dependiente del tiempo (R-HO-TV-CBF) para restricciones de evitación de obstáculos.
• Desarrollo de un control de modo deslizante no singular en tiempo fijo (NFxSMC) para garantizar la convergencia en tiempo fijo.
• Integración de R-HO-TV-CBF y NFxSMC para una estrategia de control integral.

Principales resultados:

• El R-HO-TV-CBF propuesto maneja eficazmente la evasión de obstáculos dinámicos y suprime las oscilaciones sin suposiciones previas sobre los límites de las perturbaciones.
• El NFxSMC garantiza la convergencia en tiempo fijo, independientemente del estado inicial del QUAV.
• Los resultados de la simulación validan un rendimiento superior en la evasión de obstáculos, el rechazo de perturbaciones y la convergencia rápida de errores.

Conclusiones:

• El esquema de control de seguridad robusto en tiempo fijo mejora significativamente el rendimiento del QUAV en entornos complejos.
• El enfoque integrado proporciona una solución fiable para aplicaciones de vuelo autónomo de seguridad crítica.
• Esta estrategia de control ofrece una robustez y propiedades de convergencia mejoradas en comparación con los métodos existentes.