Acoplamiento de Guía Avanzada y Control Robusto para el Descenso y Aterrizaje Preciso de Lanzadores Reutilizables
Autores: De Oliveira, Alice; Lavagna, Michèle
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Acoplamiento de Guía Avanzada y Control Robusto para el Descenso y Aterrizaje Preciso de Lanzadores Reutilizables
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Papel
Acoplamiento
Optimización convexa
Orientación
Control
Descenso
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Este documento investiga el acoplamiento de la guía de optimización convexa sucesiva con control estructurado robusto para el descenso y el aterrizaje preciso de Vehículos de Lanzamiento Reutilizables (RLVs). Más particularmente, se prevé que este sistema de Guía y Control (G&C) se integre en un simulador de dinámica controlada de RLV no lineal de seis grados de libertad que cubre la fase aerodinámica y de descenso propulsado hasta el aterrizaje vertical de un cohete de primera etapa equipado con un sistema de control de vector de empuje y aletas planas dirigibles. Se realiza un análisis de estrategia de función de costo para encontrar la más eficiente que se implemente en bucle cerrado con el sistema de control robusto y la mecánica de vuelo del vehículo involucrada. Además, se describe a fondo la síntesis del controlador a través de estructuras estructuradas. Estas se construyen en diferentes puntos de la trayectoria de descenso utilizando estructuras similares a Proporcional-Integral-Derivativa (PID) con retroalimentación sobre los ángulos de actitud, tasas y velocidades laterales del cuerpo. La arquitectura se verifica a través de análisis lineales así como de casos no lineales con el simulador mencionado, y el enfoque de G&C se valida comparando el rendimiento y la robustez con un sistema de referencia en condiciones nominales así como en presencia de perturbaciones. Los resultados generales muestran que el sistema de G&C propuesto representa un candidato relevante para la fase de vuelo de descenso realista y aterrizaje preciso para lanzadores reutilizables.
Descripción
Este documento investiga el acoplamiento de la guía de optimización convexa sucesiva con control estructurado robusto para el descenso y el aterrizaje preciso de Vehículos de Lanzamiento Reutilizables (RLVs). Más particularmente, se prevé que este sistema de Guía y Control (G&C) se integre en un simulador de dinámica controlada de RLV no lineal de seis grados de libertad que cubre la fase aerodinámica y de descenso propulsado hasta el aterrizaje vertical de un cohete de primera etapa equipado con un sistema de control de vector de empuje y aletas planas dirigibles. Se realiza un análisis de estrategia de función de costo para encontrar la más eficiente que se implemente en bucle cerrado con el sistema de control robusto y la mecánica de vuelo del vehículo involucrada. Además, se describe a fondo la síntesis del controlador a través de estructuras estructuradas. Estas se construyen en diferentes puntos de la trayectoria de descenso utilizando estructuras similares a Proporcional-Integral-Derivativa (PID) con retroalimentación sobre los ángulos de actitud, tasas y velocidades laterales del cuerpo. La arquitectura se verifica a través de análisis lineales así como de casos no lineales con el simulador mencionado, y el enfoque de G&C se valida comparando el rendimiento y la robustez con un sistema de referencia en condiciones nominales así como en presencia de perturbaciones. Los resultados generales muestran que el sistema de G&C propuesto representa un candidato relevante para la fase de vuelo de descenso realista y aterrizaje preciso para lanzadores reutilizables.