Sintonización Automática y Mitigación de Turbulencias para UAV de Ala Fija con Superficies de Control Segmentadas
Autores: Sattar, Abdul; Wang, Liuping; Hoshu, Ayaz Ahmed; Ansari, Shahzeb; Karar, Haider-e; Mohamed, Abdulghani
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Sintonización Automática y Mitigación de Turbulencias para UAV de Ala Fija con Superficies de Control Segmentadas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados de ala fija pequeños
Superficies de control de alerón
Datos de respuesta en frecuencia
Experimentos de validación de hardware
Entornos de vuelo turbulentos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
A diferencia de los aviones más grandes, los pequeños vehículos aéreos no tripulados de ala fija enfrentan desafíos significativos de estabilidad en un entorno turbulento. Para mejorar el rendimiento de vuelo, se ha diseñado y desplegado un UAV de ala fija con superficies de control de alerones segmentados. Un total de cuatro alerones están unidos a la ala principal y agrupados en pares de alerones internos y externos. Los controladores se ajustan automáticamente utilizando los datos de respuesta en frecuencia obtenidos a través del filtro de muestreo de frecuencia y los experimentos de relé con integrador embebido. Los experimentos de validación de hardware se realizan en entornos de vuelo normales y turbulentos bajo tres configuraciones: solo el par de alerones internos, solo el par de alerones externos y la actuación colectiva de todos los pares de alerones. Se introduce un control basado en umbrales de error para manejar la actuación colectiva de los pares de alerones. Los experimentos han demostrado que el uso colectivo de todos los segmentos de alerones mejora la estabilidad del ángulo de alabeo en un margen del 38.69% al 43.51% en comparación con la actuación independiente de los pares de alerones en una atmósfera turbulenta.
Descripción
A diferencia de los aviones más grandes, los pequeños vehículos aéreos no tripulados de ala fija enfrentan desafíos significativos de estabilidad en un entorno turbulento. Para mejorar el rendimiento de vuelo, se ha diseñado y desplegado un UAV de ala fija con superficies de control de alerones segmentados. Un total de cuatro alerones están unidos a la ala principal y agrupados en pares de alerones internos y externos. Los controladores se ajustan automáticamente utilizando los datos de respuesta en frecuencia obtenidos a través del filtro de muestreo de frecuencia y los experimentos de relé con integrador embebido. Los experimentos de validación de hardware se realizan en entornos de vuelo normales y turbulentos bajo tres configuraciones: solo el par de alerones internos, solo el par de alerones externos y la actuación colectiva de todos los pares de alerones. Se introduce un control basado en umbrales de error para manejar la actuación colectiva de los pares de alerones. Los experimentos han demostrado que el uso colectivo de todos los segmentos de alerones mejora la estabilidad del ángulo de alabeo en un margen del 38.69% al 43.51% en comparación con la actuación independiente de los pares de alerones en una atmósfera turbulenta.