Estrategias de Control para la Sincronización de Orientación bajo Vuelo en Formación de VANT

En esta tesis, abordamos el desafiante problema de la sincronización de orientación en vehículos aéreos no tripulados (UAV) que vuelan en formación. Nuestro enfoque se centra en la sincronización de formaciones, donde se manejan conjuntos de dos o más vehículos, y específicamente nos adentramos en l...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Juan R Ayala-Olivares
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado:Versión aceptada para publicación
Fecha de publicación:2023
País:México
Institución:Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
Repositorio:Repositorio Institucional del INAOE
Idioma:español
OAI Identifier:oai:inaoe.repositorioinstitucional.mx:1009/2507
Acceso en línea:http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/2507
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:info:eu-repo/classification/AV/AV
info:eu-repo/classification/Event-triggered control/Event-triggered control
info:eu-repo/classification/Consensus control/Consensus control
info:eu-repo/classification/Nonlinear control/Nonlinear control
info:eu-repo/classification/Sliding mode control/Sliding mode control
info:eu-repo/classification/cti/1
info:eu-repo/classification/cti/22
info:eu-repo/classification/cti/2203
Descripción
Sumario:En esta tesis, abordamos el desafiante problema de la sincronización de orientación en vehículos aéreos no tripulados (UAV) que vuelan en formación. Nuestro enfoque se centra en la sincronización de formaciones, donde se manejan conjuntos de dos o más vehículos, y específicamente nos adentramos en la dinámica de la formación líder-seguidor. En este contexto, se introduce un líder virtual que se comunica con un único vehículo de la formación. Luego, este vehículo actúa como intermediario al distribuir la información de orientación al resto de los vehículos seguidores, siguiendo la topología definida por un grafo no dirigido de interconexión. Para abordar este desafío, empleamos métodos basados en el control por consenso, lo que nos permite lograr un control colectivo efectivo en la formación de UAV. La comunicación entre los vehículos se activa mediante eventos, lo que asegura un flujo eficiente y oportuno de la información de los estados de los vehículos. Para evaluar la estabilidad del sistema, aplicamos la teoría de Lyapunov, una herramienta fundamental en el análisis de sistemas dinámicos. Mediante este enfoque, demostramos la estabilidad del sistema de sincronización de orientación en formación líder-seguidor, lo que garantiza un vuelo coordinado y seguro de los UAV. Para validar la eficacia de nuestro enfoque, llevamos a cabo simulaciones exhaustivas utilizando el entorno de programación MATLAB. Estas simulaciones se llevaron a cabo en diversos escenarios y condiciones. Los resultados obtenidos fueron altamente satisfactorios, mostrando una sólida sincronización de orientación entre los UAV en formación. Esto respalda la viabilidad y robustez de nuestro enfoque propuesto en situaciones prácticas.

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