Desarrollo de una estrategia de transición de vuelo multimodal para UAVs VTOL de rotor inclinado
Autores: Zhao, Huimin; Wang, Ban; Shen, Yanyan; Zhang, Yinong; Li, Ni; Gao, Zhenghong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Desarrollo de una estrategia de transición de vuelo multimodal para UAVs VTOL de rotor inclinado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Estrategia de transición
Rotor basculante
Despegue vertical
Aterrizaje
Vehículos aéreos no tripulados
Método de diseño óptimo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El propósito de este documento es establecer una estrategia de transición para vehículos aéreos no tripulados (UAV) de despegue y aterrizaje vertical (VTOL) con rotor inclinado, basada en un método de diseño óptimo. En primer lugar, se calculó el corredor de transición volable en función de las ecuaciones dinámicas del UAV y sus características aerodinámicas y dinámicas. Las ecuaciones dinámicas del UAV se organizaron en formas de ecuaciones de estado. Se registraron las restricciones de valor inicial y final de las variables de control y estado en el proceso de transición, así como las restricciones del proceso de transición. El problema de diseño de la estrategia de transición se transformó en un problema de control óptimo con restricciones, mientras que se empleó el método pseudospectral de Gauss (GPM) para transformar y resolver el problema. Además, se diseñaron indicadores de rendimiento basados en los requisitos de calidad de transición para el tiempo de transición, la estabilidad de actitud y la continuidad del control. Se analizó la sensibilidad según diferentes términos de índice con diferentes dimensiones y efectos. Finalmente, se verificó la racionalidad de la estrategia de transición diseñada en este documento según diferentes escenarios de simulación.
Descripción
El propósito de este documento es establecer una estrategia de transición para vehículos aéreos no tripulados (UAV) de despegue y aterrizaje vertical (VTOL) con rotor inclinado, basada en un método de diseño óptimo. En primer lugar, se calculó el corredor de transición volable en función de las ecuaciones dinámicas del UAV y sus características aerodinámicas y dinámicas. Las ecuaciones dinámicas del UAV se organizaron en formas de ecuaciones de estado. Se registraron las restricciones de valor inicial y final de las variables de control y estado en el proceso de transición, así como las restricciones del proceso de transición. El problema de diseño de la estrategia de transición se transformó en un problema de control óptimo con restricciones, mientras que se empleó el método pseudospectral de Gauss (GPM) para transformar y resolver el problema. Además, se diseñaron indicadores de rendimiento basados en los requisitos de calidad de transición para el tiempo de transición, la estabilidad de actitud y la continuidad del control. Se analizó la sensibilidad según diferentes términos de índice con diferentes dimensiones y efectos. Finalmente, se verificó la racionalidad de la estrategia de transición diseñada en este documento según diferentes escenarios de simulación.