Control robusto adaptativo de una aeronave con ventilador de conducto coaxial con modelo de incertidumbre
Autores: Ai, Tianfu; Luo, Yiwei; Zeng, Dequan; Hu, Yiming; Liang, Chengcheng; Pan, Feige
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Control robusto adaptativo de una aeronave con ventilador de conducto coaxial con modelo de incertidumbre
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Control adaptativo
Incertidumbres
Perturbaciones
Referencia de modelo
Robusto
Aeronave de ventilador conducido
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 48
Citaciones: Sin citaciones
Este documento se centra en el control adaptativo robusto de una aeronave con ventilador de conducto coaxial en el contexto de una significativa incertidumbre del sistema. Para garantizar un seguimiento preciso incluso en presencia de incertidumbres del modelo y perturbaciones para una plataforma de vuelo con ventilador de conducto, se propone en este documento una arquitectura de control adaptativo de referencia de modelo sobre la base de un aumento de control. Con el sistema de lazo cerrado nominal como sistema de referencia, esta arquitectura superpone entradas de control adaptativas sobre las entradas de control lineal e invariante en el tiempo para compensar las incertidumbres en tiempo real. Esto permite que el sistema de referencia sea seguido rápidamente y con precisión por la salida del sistema incierto, lo que garantiza que el rendimiento del sistema de lazo cerrado cumpla con los requisitos de diseño y que el sobre vuelo del prototipo se amplíe aún más. La superioridad del método propuesto se demuestra mediante la simulación numérica de la aeronave con ventilador de conducto. Los resultados de la simulación muestran que el algoritmo de control adaptativo robusto propuesto es ventajoso sobre el control base al compensar rápidamente el rendimiento de lazo cerrado del sistema, incluso en presencia de una perturbación más severa. Al mismo tiempo, el rendimiento de los algoritmos de control se verifica mediante la realización de experimentos de vuelo. Los resultados muestran que cuando el prototipo realiza maniobras de cambio lento a baja velocidad, hay poca diferencia en el rendimiento de seguimiento de los cuatro canales de las dos estrategias de control. Sin embargo, cuando el prototipo realiza maniobras de cambio rápido a alta velocidad, los valores de la raíz cuadrada media (RMS) de los errores de seguimiento del control adaptativo robusto y el control base son de 0,749 m/s y 1,039 m/s, respectivamente, y el algoritmo adaptativo robusto reduce el error de seguimiento en aproximadamente un 38% sobre la base del control base.
Descripción
Este documento se centra en el control adaptativo robusto de una aeronave con ventilador de conducto coaxial en el contexto de una significativa incertidumbre del sistema. Para garantizar un seguimiento preciso incluso en presencia de incertidumbres del modelo y perturbaciones para una plataforma de vuelo con ventilador de conducto, se propone en este documento una arquitectura de control adaptativo de referencia de modelo sobre la base de un aumento de control. Con el sistema de lazo cerrado nominal como sistema de referencia, esta arquitectura superpone entradas de control adaptativas sobre las entradas de control lineal e invariante en el tiempo para compensar las incertidumbres en tiempo real. Esto permite que el sistema de referencia sea seguido rápidamente y con precisión por la salida del sistema incierto, lo que garantiza que el rendimiento del sistema de lazo cerrado cumpla con los requisitos de diseño y que el sobre vuelo del prototipo se amplíe aún más. La superioridad del método propuesto se demuestra mediante la simulación numérica de la aeronave con ventilador de conducto. Los resultados de la simulación muestran que el algoritmo de control adaptativo robusto propuesto es ventajoso sobre el control base al compensar rápidamente el rendimiento de lazo cerrado del sistema, incluso en presencia de una perturbación más severa. Al mismo tiempo, el rendimiento de los algoritmos de control se verifica mediante la realización de experimentos de vuelo. Los resultados muestran que cuando el prototipo realiza maniobras de cambio lento a baja velocidad, hay poca diferencia en el rendimiento de seguimiento de los cuatro canales de las dos estrategias de control. Sin embargo, cuando el prototipo realiza maniobras de cambio rápido a alta velocidad, los valores de la raíz cuadrada media (RMS) de los errores de seguimiento del control adaptativo robusto y el control base son de 0,749 m/s y 1,039 m/s, respectivamente, y el algoritmo adaptativo robusto reduce el error de seguimiento en aproximadamente un 38% sobre la base del control base.