Análisis de Estabilidad Cuantitativa Generalizada de Sistemas de Rotorcraft Integrales Dependientes del Tiempo
Autores: Tamer, Aykut; Masarati, Pierangelo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Análisis de Estabilidad Cuantitativa Generalizada de Sistemas de Rotorcraft Integrales Dependientes del Tiempo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Rotorcraft
Estabilidad
Aerodinámica
Dinámica estructural
Control
Exponentes característicos de Lyapunov
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
La estabilidad de los rotores es un área inherentemente multidisciplinaria, que incluye la aerodinámica del rotor y el fuselaje, la dinámica estructural de estructuras flexibles, la dinámica de actuadores, el control y los sistemas de aumento de estabilidad. Los modelos de ingeniería relacionados pueden formularse con una complejidad creciente debido a la naturaleza asimétrica de los rotores y el flujo de aire sobre los rotores en condiciones de vuelo hacia adelante. Como resultado, los modelos lineales invariantes en el tiempo (LTI) son simplificaciones drásticas del problema real, lo que puede afectar significativamente la evaluación de la estabilidad. Esto generalmente se manifiesta en forma de ecuaciones gobernantes periódicas y se resuelve utilizando el método de Floquet. Sin embargo, en casos más generales, los modelos resultantes también podrían ser no periódicos, lo que requiere un enfoque más versátil. Los exponentes característicos de Lyapunov (LCE), como un método cuantitativo, pueden representar una solución a este problema. Los LCE generalizan las soluciones de estabilidad de los modelos lineales, es decir, los valores propios de los sistemas LTI y los multiplicadores de Floquet de los sistemas lineales periódicos en el tiempo (LTP), al caso de sistemas no lineales y dependientes del tiempo. Motivado por la necesidad de una herramienta genérica para el análisis de estabilidad de rotores, este trabajo investiga el uso de LCE y su sensibilidad en el análisis de estabilidad de modelos de rotores integrales y dependientes del tiempo. Se considera la estabilidad de un rotor modelado utilizando herramientas de fidelidad media para ilustrar la equivalencia de los LCE y los coeficientes característicos de Floquet para problemas lineales periódicos en el tiempo.
Descripción
La estabilidad de los rotores es un área inherentemente multidisciplinaria, que incluye la aerodinámica del rotor y el fuselaje, la dinámica estructural de estructuras flexibles, la dinámica de actuadores, el control y los sistemas de aumento de estabilidad. Los modelos de ingeniería relacionados pueden formularse con una complejidad creciente debido a la naturaleza asimétrica de los rotores y el flujo de aire sobre los rotores en condiciones de vuelo hacia adelante. Como resultado, los modelos lineales invariantes en el tiempo (LTI) son simplificaciones drásticas del problema real, lo que puede afectar significativamente la evaluación de la estabilidad. Esto generalmente se manifiesta en forma de ecuaciones gobernantes periódicas y se resuelve utilizando el método de Floquet. Sin embargo, en casos más generales, los modelos resultantes también podrían ser no periódicos, lo que requiere un enfoque más versátil. Los exponentes característicos de Lyapunov (LCE), como un método cuantitativo, pueden representar una solución a este problema. Los LCE generalizan las soluciones de estabilidad de los modelos lineales, es decir, los valores propios de los sistemas LTI y los multiplicadores de Floquet de los sistemas lineales periódicos en el tiempo (LTP), al caso de sistemas no lineales y dependientes del tiempo. Motivado por la necesidad de una herramienta genérica para el análisis de estabilidad de rotores, este trabajo investiga el uso de LCE y su sensibilidad en el análisis de estabilidad de modelos de rotores integrales y dependientes del tiempo. Se considera la estabilidad de un rotor modelado utilizando herramientas de fidelidad media para ilustrar la equivalencia de los LCE y los coeficientes característicos de Floquet para problemas lineales periódicos en el tiempo.