Controle Deslizante Adaptativo com PI para Quadrotors de Proteção de Plantas com Massa Variável e Oscilação de Líquido

A estabilidade de veículos aéreos não tripulados (VANTs) autônomos transportadores de líquido é crucial para a precisão na pulverização agrícola de campo. Este artigo propõe um esquema de controle robusto adaptativo projetado para estabilizar VANTs quadrotor agrícolas afetados por massa variável e dinâmicas de oscilação de líquido durante a aplicação de pesticidas. Um modelo matemático não linear abrangente é desenvolvido para representar explicitamente as interações entre VANT e líquido, considerando tanto a oscilação do líquido quanto as variações de massa dependentes do tempo. Um controlador deslizante adaptativo baseado em PI é proposto, apresentando um identificador de rede neural para estimar forças desconhecidas de oscilação e um observador de perturbação não linear para mitigar distúrbios externos. Análises teóricas por meio de funções de Lyapunov planejadas confirmam a robustez, estabilidade e erros de estimação limitados do sistema em malha fechada, mesmo diante de condições variáveis de massa de líquido. Experimentos de simulação validam a eficácia do método proposto, alcançando aproximadamente 41,4% e 53,8% em precisão de rastreamento de trajetória, estabilização e rejeição de distúrbios ao longo dos eixos x e y, respectivamente, comparado ao controlador proporcional integral derivativo (PID) convencional. No geral, esta pesquisa aprimora metodologias de controle de VANTs ao gerenciar efetivamente os efeitos induzidos pela oscilação do líquido.