Seguimiento cooperativo de trayectorias en tiempo prescrito para MAV subactuados sin mediciones de velocidad mediante...

Área de la Ciencia:

• Robótica
• Ingeniería de Sistemas de Control
• Ingeniería Marina

Sus antecedentes:

• Los vehículos de superficie autónomos (ASV) subactuados enfrentan desafíos que incluyen la falta de sensores de velocidad, dinámica no modelada y saturación del actuador.
• El seguimiento cooperativo de trayectorias (CPF) es crucial para las operaciones coordinadas de múltiples vehículos, pero se ve complicado por estas limitaciones.

Objetivo del estudio:

• Investigar el seguimiento cooperativo de trayectorias (CPF) en tiempo prescrito (PT) para ASV subactuados.
• Desarrollar algoritmos que superen las limitaciones de los sensores y las incertidumbres del sistema para el seguimiento sincronizado de trayectorias dentro de un tiempo especificado.

Principales métodos:

• Diseñó un observador de velocidad en tiempo prescrito (PTVO) práctico para estimar velocidades no medibles.
• Desarrolló una ley de guía cooperativa con comunicación intermitente aperiódica para el control cinemático.
• Diseñó un controlador de red neuronal (NN) intermitente aperiódico para el control dinámico, abordando la dinámica no modelada y la saturación del actuador.
• Construyó una ley adaptativa intermitente para estimar los pesos de la NN, reduciendo la complejidad.

Principales resultados:

• El PTVO estimó con éxito información de velocidad no medible.
• La ley de guía cooperativa permitió el seguimiento sincronizado de trayectorias con una carga de comunicación reducida.
• El controlador NN manejó eficazmente la dinámica no modelada y la saturación del actuador.
• El sistema de bucle cerrado demostró la convergencia a un conjunto residual dentro del intervalo de tiempo prescrito.

Conclusiones:

• Los algoritmos propuestos logran efectivamente el seguimiento cooperativo de trayectorias en tiempo prescrito para ASV subactuados.
• Los métodos abordan desafíos prácticos como las limitaciones de los sensores y la saturación del actuador.
• Las simulaciones numéricas validaron la efectividad y robustez de los algoritmos desarrollados.