Modelado Lineal de Parámetros Variables en el Tiempo Basado en Redes y Politéticos de Aeronaves Aeroelásticas con Diseño de Superficies de Control Paramétrico
Autores: Mocsányi, Réka Dóra; Takarics, Béla; Kotikalpudi, Aditya; Vanek, Bálint
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Modelado Lineal de Parámetros Variables en el Tiempo Basado en Redes y Politéticos de Aeronaves Aeroelásticas con Diseño de Superficies de Control Paramétrico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Diseño de aeronaves
Estructuras ligeras
Estructuras flexibles
Efectos aeroservoelásticos
Dimensionamiento de superficies de control
Diseño de control paramétrico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La principal dirección del diseño de aeronaves hoy y en el futuro es lograr estructuras más ligeras y con una mayor relación de aspecto, con el objetivo de mejorar el rendimiento y reducir los costos operativos y las emisiones nocivas. Esto promueve el desarrollo de estructuras de aeronaves flexibles con un comportamiento aeroelástico mejorado. Los efectos aeroservoelásticos (ASE) aumentados, como el flutter, pueden ser abordados mediante tecnologías de control activo. El diseño del control para la supresión del flutter depende en gran medida del dimensionamiento de las superficies de control. El dimensionamiento de las superficies de control se realiza tradicionalmente en un proceso iterativo, en el cual el tamaño se determina considerando únicamente reglas de ingeniería y las leyes de control se diseñan posteriormente. Sin embargo, en el caso de vehículos flexibles, la dinámica flexible y el dimensionamiento de las superficies de control del cuerpo rígido pueden llegar a acoplarse. Este acoplamiento puede hacer que el proceso iterativo sea largo y desafiante. Como solución, se puede aplicar un enfoque de diseño paramétrico de superficies de control, que incluye limitaciones de las leyes de control en el proceso de diseño. Para esto, se deriva un conjunto de modelos paramétricos en la etapa inicial del diseño de la aeronave. Por lo tanto, las superficies de control pueden ser optimizadas en un solo paso junto con el diseño del control. El propósito de este documento es describir y evaluar los modelos ASE parametrizados de superficies de control desarrollados para la mini Plataforma de Pruebas de Tecnología de Múltiples Utilidades (MUTT) de aeronaves flexibles, diseñados en la Universidad de Minnesota. El modelo ASE se construye integrando aerodinámica, dinámica estructural y dinámica de cuerpos rígidos. Para ser utilizados en el diseño de control, se desarrollan modelos lineales de parámetros variables de bajo orden (LPV) orientados al control utilizando el enfoque de modelado de abajo hacia arriba. Se obtienen y evalúan modelos LPV paramétricos tanto de cuadrícula como politéticos.
Descripción
La principal dirección del diseño de aeronaves hoy y en el futuro es lograr estructuras más ligeras y con una mayor relación de aspecto, con el objetivo de mejorar el rendimiento y reducir los costos operativos y las emisiones nocivas. Esto promueve el desarrollo de estructuras de aeronaves flexibles con un comportamiento aeroelástico mejorado. Los efectos aeroservoelásticos (ASE) aumentados, como el flutter, pueden ser abordados mediante tecnologías de control activo. El diseño del control para la supresión del flutter depende en gran medida del dimensionamiento de las superficies de control. El dimensionamiento de las superficies de control se realiza tradicionalmente en un proceso iterativo, en el cual el tamaño se determina considerando únicamente reglas de ingeniería y las leyes de control se diseñan posteriormente. Sin embargo, en el caso de vehículos flexibles, la dinámica flexible y el dimensionamiento de las superficies de control del cuerpo rígido pueden llegar a acoplarse. Este acoplamiento puede hacer que el proceso iterativo sea largo y desafiante. Como solución, se puede aplicar un enfoque de diseño paramétrico de superficies de control, que incluye limitaciones de las leyes de control en el proceso de diseño. Para esto, se deriva un conjunto de modelos paramétricos en la etapa inicial del diseño de la aeronave. Por lo tanto, las superficies de control pueden ser optimizadas en un solo paso junto con el diseño del control. El propósito de este documento es describir y evaluar los modelos ASE parametrizados de superficies de control desarrollados para la mini Plataforma de Pruebas de Tecnología de Múltiples Utilidades (MUTT) de aeronaves flexibles, diseñados en la Universidad de Minnesota. El modelo ASE se construye integrando aerodinámica, dinámica estructural y dinámica de cuerpos rígidos. Para ser utilizados en el diseño de control, se desarrollan modelos lineales de parámetros variables de bajo orden (LPV) orientados al control utilizando el enfoque de modelado de abajo hacia arriba. Se obtienen y evalúan modelos LPV paramétricos tanto de cuadrícula como politéticos.