Diseño, Modelado y Control de un Vehículo Aéreo No Tripulado de Rotor Inclinable Compuesto
Autores: Liang, Zhuang; Fan, Li; Wen, Guangwei; Xu, Zhixiong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño, Modelado y Control de un Vehículo Aéreo No Tripulado de Rotor Inclinable Compuesto
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Rotor inclinado
Vehículos aéreos no tripulados
Modelado aerodinámico
Análisis de simulación CFD
Marco del sistema de control
Rotor inclinado compuesto
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Los vehículos aéreos no tripulados de rotor inclinado combinan las ventajas de los multirrotores y las aeronaves de ala fija, ofreciendo características como despegue y aterrizaje rápidos, mayor resistencia y amplias condiciones de vuelo. Este artículo proporciona un resumen del diseño, modelado y control de un rotor inclinado compuesto. Durante el proceso de modelado, se realizó un modelado aerodinámico en las partes inclinadas y no inclinadas basado en el método de modelado de subcomponentes, y se llevó a cabo un análisis de simulación CFD en todo el vehículo aéreo no tripulado para obtener sus características aerodinámicas precisas. En el proceso de modelado de la hélice del motor, se examina a fondo la reducción de la empuje y el par del motor debido al flujo hacia adelante y la velocidad del ángulo de inclinación, lo cual se ignora generalmente en la mayoría de los modelos de hélices de UAV inclinados. En el diseño del controlador, este documento propone una estrategia de control ADRC de fusión adecuada para el despegue y aterrizaje vertical de este tipo de rotor inclinado. El marco del sistema de control se construye utilizando Simulink, y la eficiencia del algoritmo de control se ha verificado a través de pruebas de simulación. A través del esquema de control propuesto, es posible que el vehículo aéreo no tripulado de rotor inclinado compuesto transite suavemente entre los modos de vuelo de multirrotor y de ala fija.
Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados de rotor inclinado combinan las ventajas de los multirrotores y las aeronaves de ala fija, ofreciendo características como despegue y aterrizaje rápidos, mayor resistencia y amplias condiciones de vuelo. Este artículo proporciona un resumen del diseño, modelado y control de un rotor inclinado compuesto. Durante el proceso de modelado, se realizó un modelado aerodinámico en las partes inclinadas y no inclinadas basado en el método de modelado de subcomponentes, y se llevó a cabo un análisis de simulación CFD en todo el vehículo aéreo no tripulado para obtener sus características aerodinámicas precisas. En el proceso de modelado de la hélice del motor, se examina a fondo la reducción de la empuje y el par del motor debido al flujo hacia adelante y la velocidad del ángulo de inclinación, lo cual se ignora generalmente en la mayoría de los modelos de hélices de UAV inclinados. En el diseño del controlador, este documento propone una estrategia de control ADRC de fusión adecuada para el despegue y aterrizaje vertical de este tipo de rotor inclinado. El marco del sistema de control se construye utilizando Simulink, y la eficiencia del algoritmo de control se ha verificado a través de pruebas de simulación. A través del esquema de control propuesto, es posible que el vehículo aéreo no tripulado de rotor inclinado compuesto transite suavemente entre los modos de vuelo de multirrotor y de ala fija.