Control automático y verificación del modelo para un pequeño vehículo aéreo no tripulado alimentado por energía solar y lanzado a mano sin alerones
Autores: Guo, An; Zhou, Zhou; Zhu, Xiaoping; Zhao, Xin; Ding, Yuxin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Control automático y verificación del modelo para un pequeño vehículo aéreo no tripulado alimentado por energía solar y lanzado a mano sin alerones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Sistema de control de vuelo
UAV alimentado por energía solar
Modelado de energía
Sistema de control
Experimento de hardware en el bucle
Pruebas de vuelo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Este documento describe un sistema de control de vuelo de bajo costo de un pequeño vehículo aéreo no tripulado (UAV) alimentado por energía solar, lanzado a mano y sin alerones. Con el fin de mejorar la precisión del modelo del sistema completo y cuantificar la influencia de cada subsistema, se establece un detallado modelado de energía de UAV y un sistema de control que incluye un modelo solar, motor, almacenamiento de energía, sensores, estimación de estado, ley de control y módulo de actuador de acuerdo con el experimento y los principios de los componentes. Se construye una simulación numérica del sistema completo combinada con un modelo de simulación de 6 grados de libertad (DOF) basado en la ruta de misión típica, y se obtiene la secuencia de precisión de parámetros y el equilibrio de energía. Luego, se propone un esquema de experimento en bucle de hardware en la plataforma Stewart (SP), y se diseñan tres modos de aceleración, velocidad angular y actitud para verificar el sistema de control a través de los estados internos y de límite del sobre de vuelo. El esquema del sistema completo es verificado por pruebas de vuelo a diferentes altitudes, y el coeficiente de fuerza aerodinámica y el error del sensor son corregidos por los datos de vuelo. Con el aumento de la altitud, la potencia de crucero aumenta de 47 W a 78 W, la precisión del seguimiento de trayectoria aumenta de 23 m a 44 m, el ruido de la medición del sensor aumenta y el sesgo disminuye.
Descripción
Este documento describe un sistema de control de vuelo de bajo costo de un pequeño vehículo aéreo no tripulado (UAV) alimentado por energía solar, lanzado a mano y sin alerones. Con el fin de mejorar la precisión del modelo del sistema completo y cuantificar la influencia de cada subsistema, se establece un detallado modelado de energía de UAV y un sistema de control que incluye un modelo solar, motor, almacenamiento de energía, sensores, estimación de estado, ley de control y módulo de actuador de acuerdo con el experimento y los principios de los componentes. Se construye una simulación numérica del sistema completo combinada con un modelo de simulación de 6 grados de libertad (DOF) basado en la ruta de misión típica, y se obtiene la secuencia de precisión de parámetros y el equilibrio de energía. Luego, se propone un esquema de experimento en bucle de hardware en la plataforma Stewart (SP), y se diseñan tres modos de aceleración, velocidad angular y actitud para verificar el sistema de control a través de los estados internos y de límite del sobre de vuelo. El esquema del sistema completo es verificado por pruebas de vuelo a diferentes altitudes, y el coeficiente de fuerza aerodinámica y el error del sensor son corregidos por los datos de vuelo. Con el aumento de la altitud, la potencia de crucero aumenta de 47 W a 78 W, la precisión del seguimiento de trayectoria aumenta de 23 m a 44 m, el ruido de la medición del sensor aumenta y el sesgo disminuye.