Control de Linealización de Retroalimentación No Lineal y Análisis de Región de Atracción para un UAV de Ala Fija
Autores: Salazar, Eduardo; Lozano, Rogelio; Salazar, Sergio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Control de Linealización de Retroalimentación No Lineal y Análisis de Región de Atracción para un UAV de Ala Fija
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Diseño
Controlador de linealización de retroalimentación
Dinámica longitudinal
UAV de ala fija
Velocidad del aire
ángulo de trayectoria de vuelo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta el diseño de un Controlador de Linealización por Retroalimentación (FLC) no lineal de Múltiples Entradas y Múltiples Salidas (MIMO) para la dinámica longitudinal de un UAV de ala fija. El enfoque propuesto emplea una extensión dinámica para lograr la Linealización por Retroalimentación en un modelo longitudinal de cuarto orden, ofreciendo una alternativa más compacta a las formulaciones de alto orden existentes. El controlador asegura el seguimiento preciso de las referencias de velocidad del aire y ángulo de trayectoria de vuelo predefinidas, es decir, el control de la magnitud y dirección del vector de velocidad utilizando el empuje del motor y el momento de cabeceo como entradas de control. Además, este estudio determina la región de atracción en la que el diseño del controlador se mantiene bien definido. Este análisis proporciona información crítica para seleccionar referencias viables de velocidad del aire y ángulo de trayectoria de vuelo, ayudando a prevenir condiciones que pueden llevar a inestabilidad o comportamientos indeseables, como la necesidad de empuje negativo. Las simulaciones numéricas validan la efectividad del método propuesto para manejar la dinámica no lineal de la aeronave y mantener un rendimiento de vuelo estable.
Descripción
Este documento presenta el diseño de un Controlador de Linealización por Retroalimentación (FLC) no lineal de Múltiples Entradas y Múltiples Salidas (MIMO) para la dinámica longitudinal de un UAV de ala fija. El enfoque propuesto emplea una extensión dinámica para lograr la Linealización por Retroalimentación en un modelo longitudinal de cuarto orden, ofreciendo una alternativa más compacta a las formulaciones de alto orden existentes. El controlador asegura el seguimiento preciso de las referencias de velocidad del aire y ángulo de trayectoria de vuelo predefinidas, es decir, el control de la magnitud y dirección del vector de velocidad utilizando el empuje del motor y el momento de cabeceo como entradas de control. Además, este estudio determina la región de atracción en la que el diseño del controlador se mantiene bien definido. Este análisis proporciona información crítica para seleccionar referencias viables de velocidad del aire y ángulo de trayectoria de vuelo, ayudando a prevenir condiciones que pueden llevar a inestabilidad o comportamientos indeseables, como la necesidad de empuje negativo. Las simulaciones numéricas validan la efectividad del método propuesto para manejar la dinámica no lineal de la aeronave y mantener un rendimiento de vuelo estable.