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Planificación de Trayectorias en Condiciones Meteorológicas Adversas Variables en el Tiempo para Aeronaves de Ala Fija Usando Control Predictivo Robusto

Autores: Mothes, Federico

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2019

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Acceso abierto

Artículo científico
2019

Planificación de Trayectorias en Condiciones Meteorológicas Adversas Variables en el Tiempo para Aeronaves de Ala Fija Usando Control Predictivo Robusto


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Clima adverso
Seguridad en la aviación
Planificador de trayectorias
Obstáculos en movimiento
Planificación no holonómica
Entornos dinámicos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 16

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La evitación de condiciones meteorológicas adversas es una tarea inevitable y relevante para la seguridad en la aviación. La evitación automatizada puede ayudar a mejorar la seguridad y reducir costos en la aviación tripulada y no tripulada. Para este propósito, se presenta un planificador de trayectorias sencillo para un problema de fuente única y objetivo único en medio de obstáculos en movimiento. Se explica el principio funcional y se prueba en varios escenarios con obstáculos poligonales variables en el tiempo basados en pronósticos de tormentas. Además, es aplicable a todo tipo de problemas de planificación no holonómica en medio de obstáculos no lineales en movimiento, cuyo movimiento no puede describirse analíticamente. El planificador combinatorio completo en resolución presentada utiliza muestreo de estado determinista para proporcionar continuamente trayectorias globalmente casi óptimas en tiempo para el caso esperado. La incertidumbre inherente en la predicción de entornos dinámicos se tiene en cuenta implícitamente mediante un bucle de retroalimentación cerrado de un controlador predictivo de modelo y explícitamente mediante márgenes acotados. Los obstáculos se evitan anticipadamente mientras se vuela dentro de un área de misión. Las trayectorias calculadas son monótonas en el tiempo y cumplen con la restricción de vuelo de giro no holonómico de aeronaves de ala fija y, por lo tanto, no requieren posprocesamiento. Además, el planificador es capaz de considerar un objetivo variable en el tiempo y planificar automáticamente patrones de espera.

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