Optimización de la trayectoria de transición inspirada en palomas para UAVs de rotor inclinado
Autores: Deng, Jinlai; Yang, Yunjie; Zhu, Jihong; Liao, Wenan; Yuan, Xiaming; Wang, Xiangyang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Optimización de la trayectoria de transición inspirada en palomas para UAVs de rotor inclinado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Cambios de configuración
Variaciones de velocidad
UAVs de rotor inclinado
Fase de transición
Optimización de trayectorias
Características dinámicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los cambios continuos en la configuración y las variaciones de velocidad de los UAV de rotor inclinado durante la fase de transición presentan desafíos significativos para la seguridad del vuelo. Por lo tanto, la trayectoria de la fase de transición debe ser diseñada especialmente. El corredor de transición es un medio efectivo para caracterizar el estado de vuelo controlable y el límite de vuelo seguro de la fase de transición del UAV de rotor inclinado. Sin embargo, el corredor de transición convencional se establece en función del criterio de trimado, que no puede caracterizar completamente las características dinámicas de la fase de transición, lo que resulta en desviaciones en la delimitación del límite de vuelo. Este documento propone un método que caracteriza el corredor de transición dinámico de un UAV de rotor inclinado durante la fase de transición. Se establece un corredor de transición tridimensional considerando el ángulo de la góndola, la velocidad y el ángulo de ataque, relajando las restricciones de fuerza e introduciendo variables del ángulo de ataque, lo que permite caracterizar las características dinámicas de aceleración y desaceleración en la fase de transición. Sobre esta base, se establece un método de optimización de trayectoria de transición basado en el corredor de transición dinámico tridimensional utilizando optimización inspirada en palomas, con un objetivo que considera la transición suave de los UAV de rotor inclinado. Las simulaciones numéricas muestran que, en comparación con la trayectoria de transición obtenida utilizando un corredor de transición bidimensional, el método propuesto asegura cambios más suaves en la velocidad, el ángulo de la góndola y el ángulo de ataque esperado durante la fase de transición, lo que resulta en una mayor practicidad ingenieril.
Descripción
Los cambios continuos en la configuración y las variaciones de velocidad de los UAV de rotor inclinado durante la fase de transición presentan desafíos significativos para la seguridad del vuelo. Por lo tanto, la trayectoria de la fase de transición debe ser diseñada especialmente. El corredor de transición es un medio efectivo para caracterizar el estado de vuelo controlable y el límite de vuelo seguro de la fase de transición del UAV de rotor inclinado. Sin embargo, el corredor de transición convencional se establece en función del criterio de trimado, que no puede caracterizar completamente las características dinámicas de la fase de transición, lo que resulta en desviaciones en la delimitación del límite de vuelo. Este documento propone un método que caracteriza el corredor de transición dinámico de un UAV de rotor inclinado durante la fase de transición. Se establece un corredor de transición tridimensional considerando el ángulo de la góndola, la velocidad y el ángulo de ataque, relajando las restricciones de fuerza e introduciendo variables del ángulo de ataque, lo que permite caracterizar las características dinámicas de aceleración y desaceleración en la fase de transición. Sobre esta base, se establece un método de optimización de trayectoria de transición basado en el corredor de transición dinámico tridimensional utilizando optimización inspirada en palomas, con un objetivo que considera la transición suave de los UAV de rotor inclinado. Las simulaciones numéricas muestran que, en comparación con la trayectoria de transición obtenida utilizando un corredor de transición bidimensional, el método propuesto asegura cambios más suaves en la velocidad, el ángulo de la góndola y el ángulo de ataque esperado durante la fase de transición, lo que resulta en una mayor practicidad ingenieril.