Compensación por falla de rotor en un cuadricóptero biplano basada en deflexión virtual
Autores: Dalwadi, Nihal; Deb, Dipankar; Ozana, Stepan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Compensación por falla de rotor en un cuadricóptero biplano basada en deflexión virtual
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Biplano quadrotor
Fallo del rotor
Arquitectura de control
Actuador de chorro sintético
Redundancia
Análisis de estabilidad en lazo cerrado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Un cuadricóptero biplano es un tipo híbrido de UAV que tiene amplias aplicaciones, como la recogida y entrega de carga, la vigilancia, etc. Este estudio de simulación se centra principalmente en el manejo de la falla total del rotor, y para ello, proponemos una arquitectura de control que no solo maneja la falla del rotor, sino que también es capaz de navegar el cuadricóptero biplano a un lugar seguro para aterrizar. En esta estructura, después de la detección de la falla total del rotor, el cuadricóptero biplano imitará la reubicación de las señales de control y luego realizará la maniobra de transición y cambiará al modo de ala fija; las señales de control también se reubican. Se utiliza un actuador de chorro sintético (SJA) como redundancia que genera la deflexión virtual deseada para controlar el ángulo de cabeceo, mientras que otros estados son atendidos por los tres rotores. El SJA tiene no linealidad paramétrica, y para manejarla, se aplica un esquema de compensación adaptativa inversa y se realiza un análisis de estabilidad en bucle cerrado basado en el método de Lyapunov para el subsistema de cabeceo. La efectividad de la estructura de control propuesta se valida utilizando simulaciones numéricas realizadas en MATLAB Simulink.
Descripción
Un cuadricóptero biplano es un tipo híbrido de UAV que tiene amplias aplicaciones, como la recogida y entrega de carga, la vigilancia, etc. Este estudio de simulación se centra principalmente en el manejo de la falla total del rotor, y para ello, proponemos una arquitectura de control que no solo maneja la falla del rotor, sino que también es capaz de navegar el cuadricóptero biplano a un lugar seguro para aterrizar. En esta estructura, después de la detección de la falla total del rotor, el cuadricóptero biplano imitará la reubicación de las señales de control y luego realizará la maniobra de transición y cambiará al modo de ala fija; las señales de control también se reubican. Se utiliza un actuador de chorro sintético (SJA) como redundancia que genera la deflexión virtual deseada para controlar el ángulo de cabeceo, mientras que otros estados son atendidos por los tres rotores. El SJA tiene no linealidad paramétrica, y para manejarla, se aplica un esquema de compensación adaptativa inversa y se realiza un análisis de estabilidad en bucle cerrado basado en el método de Lyapunov para el subsistema de cabeceo. La efectividad de la estructura de control propuesta se valida utilizando simulaciones numéricas realizadas en MATLAB Simulink.