Esquema de Control de Conmutación Multinivel para UAV VTOL de Alas Plegables Basado en Asignación Dinámica
Autores: Lin, Zehuai; Yan, Binbin; Zhang, Tong; Li, Shaoyi; Meng, Zhongjie; Liu, Shuangxi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Esquema de Control de Conmutación Multinivel para UAV VTOL de Alas Plegables Basado en Asignación Dinámica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Ala plegable
VTOL
UAV
Sistema de control
Asignación dinámica
Conmutación multinivel
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Un UAV de despegue y aterrizaje vertical (VTOL) con alas plegables es capaz de transitar entre modos de quadrotor y de ala fija, pero se producen alteraciones significativas en su modelo dinámico y en el modo de maniobra durante el proceso de transformación, lo que impone mayores exigencias a la adaptabilidad de su sistema de control. En este artículo, se propone un esquema de control de conmutación multinivel basado en la asignación dinámica para la etapa de deformación. En primer lugar, de acuerdo con las características físicas del mecanismo de plegado de alas, se establece un modelo dinámico. Se considera la influencia del flujo entrante sobre los rotores y se analizan las características de acoplamiento dinámico en su proceso de transición. En segundo lugar, al invertir los cambios en la posición del rotor y en la dirección axial, se diseña un algoritmo de asignación dinámica para los rotores. Luego, se conmutan y mezclan el controlador de quadrotor y el controlador de ala fija en múltiples bucles para formar un esquema de control de conmutación multinivel. Finalmente, los resultados de la simulación muestran que el esquema de control de conmutación multinivel diseñado es efectivo y robusto en los procesos de deformación hacia adelante y hacia atrás, y su capacidad de anti-interferencia es más fuerte en comparación con el esquema de control sin asignación dinámica.
Descripción
Un UAV de despegue y aterrizaje vertical (VTOL) con alas plegables es capaz de transitar entre modos de quadrotor y de ala fija, pero se producen alteraciones significativas en su modelo dinámico y en el modo de maniobra durante el proceso de transformación, lo que impone mayores exigencias a la adaptabilidad de su sistema de control. En este artículo, se propone un esquema de control de conmutación multinivel basado en la asignación dinámica para la etapa de deformación. En primer lugar, de acuerdo con las características físicas del mecanismo de plegado de alas, se establece un modelo dinámico. Se considera la influencia del flujo entrante sobre los rotores y se analizan las características de acoplamiento dinámico en su proceso de transición. En segundo lugar, al invertir los cambios en la posición del rotor y en la dirección axial, se diseña un algoritmo de asignación dinámica para los rotores. Luego, se conmutan y mezclan el controlador de quadrotor y el controlador de ala fija en múltiples bucles para formar un esquema de control de conmutación multinivel. Finalmente, los resultados de la simulación muestran que el esquema de control de conmutación multinivel diseñado es efectivo y robusto en los procesos de deformación hacia adelante y hacia atrás, y su capacidad de anti-interferencia es más fuerte en comparación con el esquema de control sin asignación dinámica.