Modelado y Control de un Rotor Único Compuesto por Dos Aviones de Ala Fija
Autores: Bautista-Medina, José Antonio; Lozano, Rogelio; Osorio-Cordero, Antonio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Modelado y Control de un Rotor Único Compuesto por Dos Aviones de Ala Fija
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Rotor volador
Prototipo
Aviones
Modelo
Control
Plato oscilante
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone un prototipo de rotor volador simple compuesto por dos pequeños aviones unidos entre sí con una varilla rígida para que puedan rotar sobre sí mismos. El prototipo está destinado a realizar vuelos en suspensión con más autonomía que los helicópteros clásicos o los quad-rotors existentes. Dado que los dos aviones pueden volar separados entre sí, el flujo inducido que normalmente aparece en los vehículos de rotor se reducirá significativamente. El problema que se aborda en el documento es cómo se puede modelar y controlar este prototipo de rotor volador. Se obtiene un modelo del prototipo al calcular las energías cinética y potencial y aplicar las ecuaciones de Euler-Lagrange. Además, para simplificar las ecuaciones, se ha considerado que el desplazamiento angular de guiñada evoluciona mucho más rápido que las otras variables. Además, se presenta un estudio para crear virtualmente un plato oscilante, que es un mecanismo central en los helicópteros. Este plato oscilante virtual se crea introduciendo un control sinusoidal en los elevadores de los aviones. La amplitud del par será proporcional a la amplitud sinusoidal y la dirección se determinará por la fase de la sinusoidal. Se propone un algoritmo de control no lineal simple y se prueba su rendimiento en simulaciones numéricas.
Descripción
Este documento propone un prototipo de rotor volador simple compuesto por dos pequeños aviones unidos entre sí con una varilla rígida para que puedan rotar sobre sí mismos. El prototipo está destinado a realizar vuelos en suspensión con más autonomía que los helicópteros clásicos o los quad-rotors existentes. Dado que los dos aviones pueden volar separados entre sí, el flujo inducido que normalmente aparece en los vehículos de rotor se reducirá significativamente. El problema que se aborda en el documento es cómo se puede modelar y controlar este prototipo de rotor volador. Se obtiene un modelo del prototipo al calcular las energías cinética y potencial y aplicar las ecuaciones de Euler-Lagrange. Además, para simplificar las ecuaciones, se ha considerado que el desplazamiento angular de guiñada evoluciona mucho más rápido que las otras variables. Además, se presenta un estudio para crear virtualmente un plato oscilante, que es un mecanismo central en los helicópteros. Este plato oscilante virtual se crea introduciendo un control sinusoidal en los elevadores de los aviones. La amplitud del par será proporcional a la amplitud sinusoidal y la dirección se determinará por la fase de la sinusoidal. Se propone un algoritmo de control no lineal simple y se prueba su rendimiento en simulaciones numéricas.