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http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/2507| Estrategias de Control para la Sincronización de Orientación bajo Vuelo en Formación de VANT | |
| Juan R Ayala-Olivares | |
| Rogerio Enriquez-Caldera José Fermi Guerrero_Castellanos | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| AV Event-triggered control Consensus control Nonlinear control Sliding mode control | |
| 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.
In this thesis, we tackle the challenging problem of attitude synchronization in unmanned aerial vehicles (UAV) flying in formation. Our approach focuses on formation synchronization, where sets of two or more vehicles are managed, and specifically, we delve into the dynamics of leader-follower formations. In this context, a virtual leader is introduced, which communicates with a single vehicle in the formation. Subsequently, this vehicle acts as an intermediary, distributing attitude information to the rest of the follower vehicles, following the topology defined by an undirected interconnection graph. To address this challenge, we employ methods based on consensus control, allowing us to achieve effective collective control in the UAV formation. Communication between the vehicles is triggered by events, ensuring an efficient and timely flow of vehicle state information. To evaluate the stability of the system, we apply Lyapunov theory, a fundamental tool in the analysis of dynamic systems. Through this approach, we demonstrate the stability of the leader-follower formation attitude synchronization system, ensuring coordinated and safe flight of the UAVs. To validate the effectiveness of our approach, we conduct comprehensive simulations using the MATLAB programming environment. These simulations are carried out in various scenarios and conditions. The obtained results are highly satisfactory, showing a strong attitude synchronization among the UAVs in formation. This supports the feasibility and robustness of our proposed approach in practical situations. | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| 2023-08 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Ayala Olivares, J. R., (2023), Estrategias de Control para la Sincronización de Orientación bajo Vuelo en Formación de VANT, Tesis de Doctorado, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| ELECTRÓNICA | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Doctorado en Electrónica |
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