Seguimiento de trayectoria 3D basado en NMPC de un robot anfibio de alas y pies bioinspirado

Para lograr un seguimiento 3D preciso de la trayectoria de un robot biomimético anfibio de propulsión híbrida pie-ala, este estudio presenta un análisis de las fuerzas de propulsión periódicas generadas por el movimiento del robot, junto con los efectos hidrodinámicos no lineales durante el movimiento bajo el agua. A partir de este modelo dinámico, se construye una representación no lineal del espacio de estados del movimiento subacuático del robot. En esta formulación, se definen conjuntamente como objetivos de control el seguimiento de la trayectoria 3D -derivado del método de guiado por línea de visión- y la estabilización de la actitud. Con este fin, se emplea un algoritmo de control predictivo de modelos no lineales para calcular las entradas de control óptimas, ya que aborda eficazmente los retos de la fuerte no linealidad, los efectos de acoplamiento y la optimización multiobjetivo. Los resultados demuestran que el robot es capaz de seguir con precisión la trayectoria deseada y mejora el rendimiento general del movimiento.

Autores: Cao, Heqiang; Wang, Hailong; Hu, Zhiqiang