Diseño de Control por Inversión Dinámica No Lineal para Aeronaves de Rotor
Autores: Horn, Joseph F.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Diseño de Control por Inversión Dinámica No Lineal para Aeronaves de Rotor
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Diseño de control de vuelo
Aeronaves de rotor
Inversión dinámica
Retroalimentación de estado completo
Ceros de fase no mínima
Análisis del margen de estabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
El diseño del control de vuelo para aeronaves de ala rotativa es un desafío debido a la dinámica de alto orden, los efectos de acoplamiento cruzado y la inestabilidad inherente de la dinámica de vuelo. El diseño de inversión dinámica ofrece una solución deseable para el control de vuelo de aeronaves de ala rotativa, ya que desacopla efectivamente el modelo de planta y maneja eficazmente la no linealidad. Sin embargo, el método tiene limitaciones para las aeronaves de ala rotativa debido a la necesidad de retroalimentación de estado completo y problemas con ceros de fase no mínima. Se realiza un estudio de diseño de control utilizando inversión dinámica con modelos de orden reducido de la dinámica de la aeronave, lo que alivia la necesidad de retroalimentación de estado completo. El diseño se analiza utilizando análisis lineales de orden completo y simulaciones no lineales de un helicóptero utilitario. Los resultados de la simulación muestran un seguimiento de comando deseado cuando el controlador se aplica al sistema de orden completo. Se utiliza un análisis clásico del margen de estabilidad para lograr los compromisos deseados en estabilidad robusta y rechazo de perturbaciones. Los resultados indican la viabilidad de aplicar la inversión dinámica al diseño de control de aeronaves de ala rotativa, siempre que se aplique un análisis lineal de orden completo para garantizar la estabilidad y un modelado adecuado de la dinámica de baja frecuencia.
Descripción
El diseño del control de vuelo para aeronaves de ala rotativa es un desafío debido a la dinámica de alto orden, los efectos de acoplamiento cruzado y la inestabilidad inherente de la dinámica de vuelo. El diseño de inversión dinámica ofrece una solución deseable para el control de vuelo de aeronaves de ala rotativa, ya que desacopla efectivamente el modelo de planta y maneja eficazmente la no linealidad. Sin embargo, el método tiene limitaciones para las aeronaves de ala rotativa debido a la necesidad de retroalimentación de estado completo y problemas con ceros de fase no mínima. Se realiza un estudio de diseño de control utilizando inversión dinámica con modelos de orden reducido de la dinámica de la aeronave, lo que alivia la necesidad de retroalimentación de estado completo. El diseño se analiza utilizando análisis lineales de orden completo y simulaciones no lineales de un helicóptero utilitario. Los resultados de la simulación muestran un seguimiento de comando deseado cuando el controlador se aplica al sistema de orden completo. Se utiliza un análisis clásico del margen de estabilidad para lograr los compromisos deseados en estabilidad robusta y rechazo de perturbaciones. Los resultados indican la viabilidad de aplicar la inversión dinámica al diseño de control de aeronaves de ala rotativa, siempre que se aplique un análisis lineal de orden completo para garantizar la estabilidad y un modelado adecuado de la dinámica de baja frecuencia.