Energy management strategy based on fuzzy logic and state machine for spraying UAV hybrid power system

Abstract

Los sistemas de energía híbridos aumentan la autonomía de los vehículos eléctricos, incluyendo a los UAVs para tareas de fumigación agrícola. Sin embargo, su implementación requiere incorporar una Estrategia de Gestión Energética (EMS), que distribuya eficientemente la energía proveniente de diversas fuentes. Esta investigación aborda el diseño de un EMS para un UAV híbrido compuesto por una Pila de Combustible y una Batería. Los aspectos de control de potencia de cada fuente de energía se examinan en detalle, considerando el perfil de potencia asociado con el vuelo típico de un UAV de fumigación. Un enfoque de máquina de estados y lógica difusa logra la gestión del control de energía. El EMS se implementa a nivel de simulación mediante la herramienta MATLAB-Simulink®. Los resultados consideran un escenario de misión específico donde el despegue requiere más potencia, estabilizando el consumo en el vuelo en modo crucero utilizado en las actividades de fumigación. Finalmente, los resultados de la simulación indican que la máquina de estados facilita las transiciones entre fuentes de energía y, en convergencia con técnicas de lógica difusa, puede controlar adecuadamente la energía del UAV y así aumentar la autonomía de operación.