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Análisis de la Eficiencia de Almacenamiento de Energía de un Lanzador de Sensores Montado en UAV Basado en Mecanismos de Lanzamiento de Ballesta Tradicionales

Autores: He, Yanan; Xu, Huiqi; Wang, Lei; Di, Lingsong; Liu, Weihua; Liu, Liang

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Análisis de la Eficiencia de Almacenamiento de Energía de un Lanzador de Sensores Montado en UAV Basado en Mecanismos de Lanzamiento de Ballesta Tradicionales


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Despliegue de sensores
Plataformas UAV
Método de lanzamiento
Rendimiento del almacenamiento de energía
Parámetros estructurales
Algoritmo de optimización

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Desplegar sensores en ubicaciones objetivo utilizando plataformas UAV puede abordar de manera efectiva el problema de la limitada resistencia aérea en micro-UAV. Este documento presenta un método de lanzamiento basado en el principio de la ballesta, que es capaz de ocultar el despliegue de sensores pesados. Dado que el tamaño y la masa del lanzador en el UAV deben minimizarse, es esencial optimizar el rendimiento del almacenamiento de energía estructural del lanzador. Inicialmente, se desarrolló un modelo de almacenamiento de energía estático para el lanzador y se establecieron criterios para evaluar el coeficiente de almacenamiento de energía. Utilizando el método de variable de control, se analizó el impacto de siete parámetros estructurales en el rendimiento del almacenamiento de energía. Basado en estos hallazgos, se propuso un algoritmo de optimización por enjambre de partículas para optimizar seis parámetros, con el objetivo de maximizar el coeficiente de almacenamiento de energía. Posteriormente, el coeficiente de rigidez a la flexión de la extremidad de la ballesta del lanzador se puede ajustar según el escenario de aplicación específico para gestionar el almacenamiento de energía dentro de un rango razonable. Los cálculos revelaron que después de la optimización, la fuerza de tracción máxima era solo 0.675 veces la del plan original bajo las mismas condiciones de almacenamiento de energía. Con la misma fuerza de tracción máxima, la capacidad de almacenamiento de energía fue 1.5 veces mayor que la del plan original, lo que indica un efecto de optimización significativo. Este enfoque de optimización proporciona una base teórica para el análisis de optimización del almacenamiento de energía de sistemas basados en ballestas lanzadas por UAV.

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