Control de Seguimiento de Líneas de Energía con UAV Basado en un Enfoque Fuzzy-PID de Tipo 2
Autores: Pussente, Guilherme A. N.; de Aguiar, Eduardo P.; Marcato, Andre L. M.; Pinto, Milena F.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Líneas de transmisión de energía
Vehículos Aéreos No Tripulados
VANT
Controlador PID
Lógica difusa
Sistema Operativo de Robots
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Un desafío para inspeccionar líneas de transmisión de energía con vehículos aéreos no tripulados (UAV) es determinar con precisión su posición y orientación, considerando que la geo-localización de estos elementos a través de GPS a menudo necesita ser más consistente. Por lo tanto, una alternativa viable es utilizar información visual de cámaras adjuntas a la parte central del UAV, lo que permite una técnica de control que permite que las líneas se posicionen en el centro de la imagen. Por lo tanto, este trabajo propone un controlador PID (proporcional-integral-derivativo) ajustado a través de lógica difusa tipo-2 (IT2_PID) para el problema del seguidor de líneas de transmisión. Las ganancias del PID se seleccionan en línea a medida que cambian los errores de posición y orientación y sus respectivas derivadas. La metodología se construyó en Python con la interfaz del Sistema Operativo de Robots (ROS). El punto clave de la metodología propuesta es su fácil reproducibilidad, ya que el bucle de control diseñado no requiere el modelo matemático del UAV. Las pruebas se realizaron utilizando el simulador Gazebo. Los resultados demostraron que la variante tipo-2 difusa propuesta mostró valores de error más bajos tanto en las pruebas de estabilización (manteniendo el UAV centrado y orientado con las líneas) como en el siguiente paso en el que la trayectoria es variable en el tiempo, en comparación con el control T1_PID análogo y un controlador PID clásico ajustado por el método de Zigler-Nichols.
Descripción
Un desafío para inspeccionar líneas de transmisión de energía con vehículos aéreos no tripulados (UAV) es determinar con precisión su posición y orientación, considerando que la geo-localización de estos elementos a través de GPS a menudo necesita ser más consistente. Por lo tanto, una alternativa viable es utilizar información visual de cámaras adjuntas a la parte central del UAV, lo que permite una técnica de control que permite que las líneas se posicionen en el centro de la imagen. Por lo tanto, este trabajo propone un controlador PID (proporcional-integral-derivativo) ajustado a través de lógica difusa tipo-2 (IT2_PID) para el problema del seguidor de líneas de transmisión. Las ganancias del PID se seleccionan en línea a medida que cambian los errores de posición y orientación y sus respectivas derivadas. La metodología se construyó en Python con la interfaz del Sistema Operativo de Robots (ROS). El punto clave de la metodología propuesta es su fácil reproducibilidad, ya que el bucle de control diseñado no requiere el modelo matemático del UAV. Las pruebas se realizaron utilizando el simulador Gazebo. Los resultados demostraron que la variante tipo-2 difusa propuesta mostró valores de error más bajos tanto en las pruebas de estabilización (manteniendo el UAV centrado y orientado con las líneas) como en el siguiente paso en el que la trayectoria es variable en el tiempo, en comparación con el control T1_PID análogo y un controlador PID clásico ajustado por el método de Zigler-Nichols.