Diseño de Controlador de Seguimiento de Trayectoria para Rotorcraft Usando un Enfoque Adaptativo de Retroceso Incremental
Autores: Jung, Useok; Cho, Moon-Gyeang; Woo, Ji-Won; Kim, Chang-Joo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Diseño de Controlador de Seguimiento de Trayectoria para Rotorcraft Usando un Enfoque Adaptativo de Retroceso Incremental
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Control de seguimiento de trayectoria
Aeronaves de ala rotativa
Incertidumbres del modelo
Enfoque de retroceso
Matriz de efectividad del control
Estimador de parámetros
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Este documento trata sobre un diseño de control robusto y adaptativo para el seguimiento de trayectorias de un rotorcraft utilizando un modelo matemático de alta fidelidad sujeto a incertidumbres del modelo. Para controlar el modelo no lineal del rotorcraft, que muestra un fuerte acoplamiento entre ejes y alta no linealidad, se utiliza un enfoque de retroceso incremental con una matriz de efectividad de control dependiente del estado. Dado que el control de retroceso incremental sufre de degradación del rendimiento en presencia de incertidumbres en la matriz de control debido a cambios en las condiciones de vuelo, se mejora la robustez del sistema de control combinando un estimador de parámetros de mínimos cuadrados para estimar las incertidumbres variables en el tiempo contenidas en la matriz de efectividad de control. Además, al seleccionar un conjunto de ganancias adecuado mediante la investigación de la dinámica del error, se garantiza un rendimiento uniforme en el seguimiento de trayectorias a lo largo del sobrevuelo operativo del rotorcraft sin recurrir al método convencional de programación de ganancias. Para evaluar el controlador propuesto, se presentan resultados comparativos entre IBSC y IBSC Adaptativo en este documento con maniobras secuenciales del ADS-33E-PRF. El método propuesto muestra un rendimiento de seguimiento mejorado bajo variaciones en la matriz de control efectiva en la simulación de vuelo. También se garantiza una estimación de parámetros robusta y estable debido a la implementación del algoritmo DF-RLS para el estimador de mínimos cuadrados.
Descripción
Este documento trata sobre un diseño de control robusto y adaptativo para el seguimiento de trayectorias de un rotorcraft utilizando un modelo matemático de alta fidelidad sujeto a incertidumbres del modelo. Para controlar el modelo no lineal del rotorcraft, que muestra un fuerte acoplamiento entre ejes y alta no linealidad, se utiliza un enfoque de retroceso incremental con una matriz de efectividad de control dependiente del estado. Dado que el control de retroceso incremental sufre de degradación del rendimiento en presencia de incertidumbres en la matriz de control debido a cambios en las condiciones de vuelo, se mejora la robustez del sistema de control combinando un estimador de parámetros de mínimos cuadrados para estimar las incertidumbres variables en el tiempo contenidas en la matriz de efectividad de control. Además, al seleccionar un conjunto de ganancias adecuado mediante la investigación de la dinámica del error, se garantiza un rendimiento uniforme en el seguimiento de trayectorias a lo largo del sobrevuelo operativo del rotorcraft sin recurrir al método convencional de programación de ganancias. Para evaluar el controlador propuesto, se presentan resultados comparativos entre IBSC y IBSC Adaptativo en este documento con maniobras secuenciales del ADS-33E-PRF. El método propuesto muestra un rendimiento de seguimiento mejorado bajo variaciones en la matriz de control efectiva en la simulación de vuelo. También se garantiza una estimación de parámetros robusta y estable debido a la implementación del algoritmo DF-RLS para el estimador de mínimos cuadrados.