Modelado y Control de un Vehículo de Movilidad Aérea Urbana Sujeto a Perturbaciones de Flujo de Aire Urbano Desarrolladas Empíricamente
Autores: McKercher, Richard G.; Khouli, Fidel; Wall, Alanna S.; Larose, Guy L.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Modelado y Control de un Vehículo de Movilidad Aérea Urbana Sujeto a Perturbaciones de Flujo de Aire Urbano Desarrolladas Empíricamente
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Movilidad aérea urbana
Transporte
Crecimiento sostenible
Futuro de cero emisiones
Leyes de control
Modelo de dinámica de vuelo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Se espera que la movilidad aérea urbana desempeñe un papel en la mejora del transporte de personas y mercancías en áreas urbanas en crecimiento, al tiempo que contribuye al crecimiento urbano sostenible y a una aviación futura de cero emisiones. La investigación presentada aquí investigó computacionalmente el rendimiento de las leyes de control para un Taxi Aéreo Urbano (UAT) genérico sometido a perturbaciones de flujo de aire urbano desarrolladas empíricamente. Esto implicó desarrollar un modelo representativo de dinámica de vuelo de un UAT en vuelo de crucero nivelado y constante con un piloto automático de bucle interno. Se implementaron leyes de control de Rechazo de Perturbaciones Activas (ADRC) y de Proporcional-Integral-Derivada (PID) para investigar las respuestas de aceleración controladas y no controladas y compararlas con los límites de aceleración en la ISO 2631. Utilizando un modelo de dinámica de vuelo lineal, el ADRC demostró un rendimiento mejorado en comparación con el control PID con un esfuerzo de ajuste inicial igual. El PID pudo reducir las aceleraciones de los pasajeros a niveles no dañinos, aunque aún incómodos, mientras que el ADRC redujo aún más las aceleraciones laterales a niveles cómodos.
Descripción
Se espera que la movilidad aérea urbana desempeñe un papel en la mejora del transporte de personas y mercancías en áreas urbanas en crecimiento, al tiempo que contribuye al crecimiento urbano sostenible y a una aviación futura de cero emisiones. La investigación presentada aquí investigó computacionalmente el rendimiento de las leyes de control para un Taxi Aéreo Urbano (UAT) genérico sometido a perturbaciones de flujo de aire urbano desarrolladas empíricamente. Esto implicó desarrollar un modelo representativo de dinámica de vuelo de un UAT en vuelo de crucero nivelado y constante con un piloto automático de bucle interno. Se implementaron leyes de control de Rechazo de Perturbaciones Activas (ADRC) y de Proporcional-Integral-Derivada (PID) para investigar las respuestas de aceleración controladas y no controladas y compararlas con los límites de aceleración en la ISO 2631. Utilizando un modelo de dinámica de vuelo lineal, el ADRC demostró un rendimiento mejorado en comparación con el control PID con un esfuerzo de ajuste inicial igual. El PID pudo reducir las aceleraciones de los pasajeros a niveles no dañinos, aunque aún incómodos, mientras que el ADRC redujo aún más las aceleraciones laterales a niveles cómodos.