Un método en línea basado en datos para la detección precisa de corrientes de ascenso térmico utilizando SINDy
Autores: Lu, Yufeng; Liu, Chenglou; Hong, Haichao; Huang, Yunwei; Ji, Tingwei; Xie, Fangfang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un método en línea basado en datos para la detección precisa de corrientes de ascenso térmico utilizando SINDy
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Corrientes térmicas ascendentes
Vehículos aéreos no tripulados de ala fija
Enfoque SINDy
Método en línea
Fuentes térmicas
Plataformas de hardware
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
La utilización de corrientes térmicas muestra potencial para permitir el vuelo de larga duración de vehículos aéreos no tripulados de ala fija sin consumo de energía. Este artículo presenta un nuevo método en línea basado en la identificación escasa de dinámicas no lineales (SINDy) para la identificación de fuentes térmicas en la atmósfera. Inicialmente, el algoritmo se incorpora al sistema de planificación de alto nivel, interactuando con el controlador de bajo nivel. Luego, se realizan experimentos a través de simulaciones de software en el bucle (SITL) para validar la implementación del algoritmo propuesto. Se encuentra que la observación directa de fuentes térmicas a través de mediciones utilizando SINDy es inviable durante los modos de vuelo recto y circular. Sin embargo, el análisis de simulación del enfoque propuesto indica que, bajo condiciones no observables, una parte de los parámetros aún puede ser identificada. Al comparar los resultados obtenidos utilizando el algoritmo de filtro de partículas, se demuestra que este método estima con precisión los parámetros con errores despreciables bajo condiciones de observabilidad. La novedad de este enfoque radica en su mejora significativa de la precisión de localización de la fuente térmica, sin necesidad de ajustes de parámetros en el algoritmo. Finalmente, los métodos propuestos se integran en plataformas de hardware comúnmente utilizadas, y su viabilidad en línea se verifica a través de simulaciones de hardware en el bucle.
Descripción
La utilización de corrientes térmicas muestra potencial para permitir el vuelo de larga duración de vehículos aéreos no tripulados de ala fija sin consumo de energía. Este artículo presenta un nuevo método en línea basado en la identificación escasa de dinámicas no lineales (SINDy) para la identificación de fuentes térmicas en la atmósfera. Inicialmente, el algoritmo se incorpora al sistema de planificación de alto nivel, interactuando con el controlador de bajo nivel. Luego, se realizan experimentos a través de simulaciones de software en el bucle (SITL) para validar la implementación del algoritmo propuesto. Se encuentra que la observación directa de fuentes térmicas a través de mediciones utilizando SINDy es inviable durante los modos de vuelo recto y circular. Sin embargo, el análisis de simulación del enfoque propuesto indica que, bajo condiciones no observables, una parte de los parámetros aún puede ser identificada. Al comparar los resultados obtenidos utilizando el algoritmo de filtro de partículas, se demuestra que este método estima con precisión los parámetros con errores despreciables bajo condiciones de observabilidad. La novedad de este enfoque radica en su mejora significativa de la precisión de localización de la fuente térmica, sin necesidad de ajustes de parámetros en el algoritmo. Finalmente, los métodos propuestos se integran en plataformas de hardware comúnmente utilizadas, y su viabilidad en línea se verifica a través de simulaciones de hardware en el bucle.