Resumen

Este artículo presenta una solución precisa del problema de control de seguimiento de la trayectoria cartesiana en tiempo finito de un sistema de cuadrotor mediante el diseño y la implementación de un nuevo algoritmo de control de vuelo robusto. El quadrotor está sujeto a no linealidades, dinámicas no modeladas, incertidumbres en los parámetros y perturbaciones externas que varían en el tiempo. Para rechazar las perturbaciones y mejorar la robustez del sistema de control, se propone un enfoque de control activo antiperturbación basado en el modo deslizante terminal (TSMBAADC) para los subsistemas de rotación y traslación. Para mejorar el rendimiento del seguimiento, en este trabajo se propone un colector de deslizamiento terminal continuo no lineal y una ley de alcance rápido para conducir rápidamente los estados de los sistemas al punto de equilibrio, incluso en presencia de perturbaciones lumpiadas. El tiempo de convergencia de los estados puede preajustarse en función de los parámetros del colector de deslizamiento y de la ley de alcance. El teorema de Lyapunov se utiliza para proporcionar una prueba rigurosa de estabilidad para el sistema de control de retroalimentación. Se realizan simulaciones numéricas y experimentos con el procesador en bucle (PIL) para validar e implementar el algoritmo de control de vuelo diseñado en el hardware real del piloto automático. La novedad de la investigación propuesta radica en la implementación por hardware de una versión sofisticada de la técnica de control moderna que muestra una multitud de características distintivas, incluyendo, pero no limitado a (i) la estabilidad de seguimiento en tiempo finito con convergencia rápida está garantizada, (ii) los problemas de parloteo y singularidad en el control de modo deslizante (SMC) se evitan, y (iii) el error de estado estacionario nulo se logra junto con una mayor robustez. Por último, la ley de control propuesta se compara con dos trabajos de investigación recientes. Los resultados de la comparación del rendimiento en términos de la integral del error cuadrático (ISE) y el valor absoluto de la derivada de la entrada ut (IADU) dictan que la técnica propuesta supera la precisión y el alivio de las vibraciones.

• Materias:Automatización Aerodinámica Motores (Mecánica) Cinemática Ingeniería Aeronáutica
• Subjects:Automation Aerodynamics Engines Kinematics Aeronautical Engineering
• Palabras claves:prueba rigurosa de estabilidad, vuelo robusto novedoso, trabajo de investigación reportado, terminal continuo no lineal, hardware de piloto automático real, técnicas modernas de control, algoritmo de control de vuelo, estabilidad de seguimiento en el tiempo, las técnicas propuestas superan el rendimiento, multitud de distintivos
• Keywords:rigorous stability proof, novel robust flight, reported research work, nonlinear continuous terminal, real autopilot hardware, modern control techniques, flight control algorithm, time tracking stability, proposed techniques overperforms, multitude of distinguishing