Diseño de Controlador Adaptativo para Mejorar las Cualidades de Vuelo de Helicópteros
Autores: Wu, Wei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Diseño de Controlador Adaptativo para Mejorar las Cualidades de Vuelo de Helicópteros
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Control de vuelo
Control adaptativo
Desacoplamiento de modelos
Identificación de sistemas
Colocación de polos
Modelo de helicóptero
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Se presenta en este documento un método integral de diseño de leyes de control de vuelo basado en control adaptativo. El método propuesto consta de tres módulos básicos: desacoplamiento del modelo, identificación del sistema en línea y colocación adaptativa de polos. El módulo de desacoplamiento del modelo desacopla el modelo de dinámica de vuelo del helicóptero basado en la técnica de inversión dinámica. Este procedimiento ayuda a reducir las dificultades en la identificación del sistema en línea y el diseño del controlador adaptativo. En el módulo de identificación del sistema en línea, se establece un algoritmo recursivo de mínimos cuadrados extendidos para identificar el modelo de dinámica de vuelo lineal aumentado, que está compuesto por el modelo del helicóptero y un modelo de ruido no ideal. Los parámetros del modelo del helicóptero y los parámetros del ruido se identifican simultáneamente, lo que mejora la precisión de identificación así como la robustez. La colocación de polos se implementa en el último módulo, y se desarrolla un método de optimización para ayudar a seleccionar los polos ideales. La regla adaptativa en este paso se diseña en función del análisis de valores propios del modelo para eliminar todas las oscilaciones innecesarias de los parámetros de control. Se diseña un controlador adaptativo de acuerdo con el método desarrollado para el helicóptero UH-60A basado en un programa de simulación no lineal. También se implementan tipos de respuesta típicos. Los resultados de la simulación muestran que el controlador adaptativo diseñado tiene un alto rendimiento así como robustez tanto en el vuelo en estacionario como en el vuelo hacia adelante.
Descripción
Se presenta en este documento un método integral de diseño de leyes de control de vuelo basado en control adaptativo. El método propuesto consta de tres módulos básicos: desacoplamiento del modelo, identificación del sistema en línea y colocación adaptativa de polos. El módulo de desacoplamiento del modelo desacopla el modelo de dinámica de vuelo del helicóptero basado en la técnica de inversión dinámica. Este procedimiento ayuda a reducir las dificultades en la identificación del sistema en línea y el diseño del controlador adaptativo. En el módulo de identificación del sistema en línea, se establece un algoritmo recursivo de mínimos cuadrados extendidos para identificar el modelo de dinámica de vuelo lineal aumentado, que está compuesto por el modelo del helicóptero y un modelo de ruido no ideal. Los parámetros del modelo del helicóptero y los parámetros del ruido se identifican simultáneamente, lo que mejora la precisión de identificación así como la robustez. La colocación de polos se implementa en el último módulo, y se desarrolla un método de optimización para ayudar a seleccionar los polos ideales. La regla adaptativa en este paso se diseña en función del análisis de valores propios del modelo para eliminar todas las oscilaciones innecesarias de los parámetros de control. Se diseña un controlador adaptativo de acuerdo con el método desarrollado para el helicóptero UH-60A basado en un programa de simulación no lineal. También se implementan tipos de respuesta típicos. Los resultados de la simulación muestran que el controlador adaptativo diseñado tiene un alto rendimiento así como robustez tanto en el vuelo en estacionario como en el vuelo hacia adelante.