Construcción de un modelo de gemelo digital basado en Internet de las Cosas y control en línea tolerante a fallos de vehículos de vuelo hipersónico
Autores: Zhang, Daqiao; Li, Shaopeng; Xu, Jian; Hu, Xiaoxiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Construcción de un modelo de gemelo digital basado en Internet de las Cosas y control en línea tolerante a fallos de vehículos de vuelo hipersónico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Propone
Marco
Control tolerante a fallos
Vehículos de vuelo hipersónico
Gemelo digital
Programación estática predictiva de modelos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone un nuevo marco para el control tolerante a fallos en línea de vehículos de vuelo hipersónico (HFV). El marco consta de dos pasos. En primer lugar, basado en la Internet de las Cosas (IoT) y la tecnología de gemelos digitales (DT), se construye un modelo de gemelo digital de vehículo de vuelo hipersónico (HFVDT). Este modelo HFVDT puede representar el modelo real y los cambios de parámetros en el HFV en tiempo real, y puede actualizarse a sí mismo mediante la ley de actualización diseñada a través de los datos de vuelo adquiridos por IoT. Luego, los cambios en el modelo causados por un fallo pueden retroalimentarse en tiempo real. Basado en el modelo en tiempo real, se propone un método de diseño de controlador basado en programación estática predictiva de modelos (MPSP) para resolver el problema de control tolerante a fallos en línea del HFV. MPSP proporciona una solución en línea factible a problemas de control óptimo con restricciones. Al convertir el problema de control óptimo no lineal en un problema de optimización estática, se reduce considerablemente la cantidad de cálculo, y luego se puede resolver el óptimo en línea. A través del marco HFVDT y MPSP, se puede monitorear el cambio en el modelo y luego se puede construir un controlador óptimo en tiempo real. En este caso, se puede resolver el problema de control tolerante a fallos del HFV y se garantiza el rendimiento de seguimiento. Finalmente, el nuevo marco se lleva a cabo en una simulación numérica para mostrar su efectividad.
Descripción
Este documento propone un nuevo marco para el control tolerante a fallos en línea de vehículos de vuelo hipersónico (HFV). El marco consta de dos pasos. En primer lugar, basado en la Internet de las Cosas (IoT) y la tecnología de gemelos digitales (DT), se construye un modelo de gemelo digital de vehículo de vuelo hipersónico (HFVDT). Este modelo HFVDT puede representar el modelo real y los cambios de parámetros en el HFV en tiempo real, y puede actualizarse a sí mismo mediante la ley de actualización diseñada a través de los datos de vuelo adquiridos por IoT. Luego, los cambios en el modelo causados por un fallo pueden retroalimentarse en tiempo real. Basado en el modelo en tiempo real, se propone un método de diseño de controlador basado en programación estática predictiva de modelos (MPSP) para resolver el problema de control tolerante a fallos en línea del HFV. MPSP proporciona una solución en línea factible a problemas de control óptimo con restricciones. Al convertir el problema de control óptimo no lineal en un problema de optimización estática, se reduce considerablemente la cantidad de cálculo, y luego se puede resolver el óptimo en línea. A través del marco HFVDT y MPSP, se puede monitorear el cambio en el modelo y luego se puede construir un controlador óptimo en tiempo real. En este caso, se puede resolver el problema de control tolerante a fallos del HFV y se garantiza el rendimiento de seguimiento. Finalmente, el nuevo marco se lleva a cabo en una simulación numérica para mostrar su efectividad.