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Modelado y Control de Vuelo de Transición de UAV VTOL de Propulsión Distribuida con Configuración de Ala Inducida

Autores: Zhao, Qingfeng; Zhou, Zhou; Wang, Rui

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Modelado y Control de Vuelo de Transición de UAV VTOL de Propulsión Distribuida con Configuración de Ala Inducida


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Propulsión
Ala
UAVs de propulsión distribuida con ala
UAVs DPW
Acoplamiento aerodinámico
Control de vuelo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 19

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La integración de la propulsión y el ala en vehículos aéreos no tripulados de propulsión distribuida y ala (DPW UAVs) introduce un acoplamiento significativo entre la propulsión y la aerodinámica, complicando el modelado dinámico y el control de vuelo. Esta complejidad se intensifica al utilizar superficies de ala inducidas para el despegue y aterrizaje vertical, lo que requiere que los controladores se adapten a los cambios de configuración y a las perturbaciones durante el vuelo de transición. Este artículo desarrolla un modelo de acoplamiento propulsión-aerodinámica para un DPW UAV de tamaño mediano con alas inducidas (DPW-IW), lo que permite cálculos de rendimiento aerodinámico en tiempo real. Además, se propone un marco de control de vuelo unificado para evitar la programación y el cambio de controladores durante las transiciones de modo de vuelo. El marco de control propuesto emplea el principio de separación de escalas de tiempo, dividido en un bucle externo y un bucle interno. El bucle externo utiliza un controlador difuso para ajustar los parámetros de asignación, mientras que el bucle interno aplica métodos de inversión dinámica no lineal incremental (INDI) y asignación de control (INCA), proporcionando robustez a los cambios no lineales durante las transiciones de vuelo. Finalmente, las simulaciones bajo diversas condiciones demuestran la efectividad del controlador para garantizar transiciones suaves y robustas.

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