Control Adaptativo Basado en Inversión Dinámica para Aeronaves Morphing
Autores: Cheng, Lingquan; Li, Yiyang; Yuan, Jiayi; Ai, Jianliang; Dong, Yiqun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Control Adaptativo Basado en Inversión Dinámica para Aeronaves Morphing
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Aviones en transformación
Controladores de vuelo
Inversión dinámica
Control adaptativo
Teoría de dinámicas multicuerpo
Robustez
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Las aeronaves morfables son capaces de mantener un rendimiento óptimo en diversas condiciones de vuelo. Sin embargo, el cambio en la geometría siempre conlleva desafíos en el diseño de controladores de vuelo. En este artículo, se presenta un nuevo método para diseñar un controlador de vuelo para aeronaves morfables de ala variable: inversión dinámica combinada con control adaptativo. En primer lugar, se analiza la dinámica del vehículo y se establece un modelo de dinámica no lineal de seis grados de libertad (6DOF) basado en la teoría de dinámica de cuerpos múltiples. En segundo lugar, se emplean la inversión dinámica no lineal (NDI) y la inversión dinámica no lineal incremental (INDI) para realizar un control desacoplado. En tercer lugar, se adoptan técnicas de regulador cuadrático lineal (LQR) y control adaptativo para diseñar el controlador adaptativo con el fin de mejorar la robustez ante incertidumbres y garantizar la precisión del control. Finalmente, se realizan extensos experimentos de simulación, en los cuales los resultados demostrados indican que el método propuesto supera las desventajas de los métodos convencionales y logra una mejora en el rendimiento del control.
Descripción
Las aeronaves morfables son capaces de mantener un rendimiento óptimo en diversas condiciones de vuelo. Sin embargo, el cambio en la geometría siempre conlleva desafíos en el diseño de controladores de vuelo. En este artículo, se presenta un nuevo método para diseñar un controlador de vuelo para aeronaves morfables de ala variable: inversión dinámica combinada con control adaptativo. En primer lugar, se analiza la dinámica del vehículo y se establece un modelo de dinámica no lineal de seis grados de libertad (6DOF) basado en la teoría de dinámica de cuerpos múltiples. En segundo lugar, se emplean la inversión dinámica no lineal (NDI) y la inversión dinámica no lineal incremental (INDI) para realizar un control desacoplado. En tercer lugar, se adoptan técnicas de regulador cuadrático lineal (LQR) y control adaptativo para diseñar el controlador adaptativo con el fin de mejorar la robustez ante incertidumbres y garantizar la precisión del control. Finalmente, se realizan extensos experimentos de simulación, en los cuales los resultados demostrados indican que el método propuesto supera las desventajas de los métodos convencionales y logra una mejora en el rendimiento del control.