Un Controlador de Actitud y Tasa de Super-Torsión de Tiempo Finito Multivariable Continuo para una Mejora en el Manejo de Aeronaves Rotorcraft
Autores: Halbe, Omkar; Hajek, Manfred
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un Controlador de Actitud y Tasa de Super-Torsión de Tiempo Finito Multivariable Continuo para una Mejora en el Manejo de Aeronaves Rotorcraft
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Papel
Síntesis
Controlador
Rotorcraft
Manifold deslizante
Tiempo finito
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Este documento sintetiza un controlador de actitud y tasa de super-twisting continuo, multivariable y de convergencia en tiempo finito para aeronaves con el objetivo de proporcionar cualidades de manejo deseadas y características de robustez. Se define un manifold deslizante en el espacio de estados del sistema para representar la dinámica de respuesta de comando de actitud y tasa ideal de grado relativo uno con respecto a la entrada de comando. Posteriormente, se logra un seguimiento robusto del comando a través de la síntesis de un controlador de vuelo multivariable de super-twisting, que hace que los estados de la planta converjan hacia el manifold deslizante definido en tiempo finito y en presencia de una entrada de perturbación externa coincidente. Para validar la eficacia del controlador, se presentan resultados de simulación basados en un modelo de aeronave no lineal de orden superior que opera en turbulencia. Se muestra que la verdadera convergencia del sistema hacia el manifold deslizante desde un estado no ajustado se encuentra dentro del límite de convergencia en tiempo finito teóricamente predicho. Además, también se presentan simulaciones con un controlador de vuelo cuadrático lineal para comparar el rendimiento con el controlador de vuelo de super-twisting propuesto.
Descripción
Este documento sintetiza un controlador de actitud y tasa de super-twisting continuo, multivariable y de convergencia en tiempo finito para aeronaves con el objetivo de proporcionar cualidades de manejo deseadas y características de robustez. Se define un manifold deslizante en el espacio de estados del sistema para representar la dinámica de respuesta de comando de actitud y tasa ideal de grado relativo uno con respecto a la entrada de comando. Posteriormente, se logra un seguimiento robusto del comando a través de la síntesis de un controlador de vuelo multivariable de super-twisting, que hace que los estados de la planta converjan hacia el manifold deslizante definido en tiempo finito y en presencia de una entrada de perturbación externa coincidente. Para validar la eficacia del controlador, se presentan resultados de simulación basados en un modelo de aeronave no lineal de orden superior que opera en turbulencia. Se muestra que la verdadera convergencia del sistema hacia el manifold deslizante desde un estado no ajustado se encuentra dentro del límite de convergencia en tiempo finito teóricamente predicho. Además, también se presentan simulaciones con un controlador de vuelo cuadrático lineal para comparar el rendimiento con el controlador de vuelo de super-twisting propuesto.