Planificación de Trayectorias de Posicionamiento Longitudinal para un Vehículo Aéreo No Tripulado de Ala Fija en Altos Ángulos de Ataque Basada en la Estimación de la Región de Atracción
Autores: Li, Rui; Chen, Gong; Lu, Yanhui; Qin, Kaiyu; Zhou, Teng; Wang, Wenzheng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Planificación de Trayectorias de Posicionamiento Longitudinal para un Vehículo Aéreo No Tripulado de Ala Fija en Altos Ángulos de Ataque Basada en la Estimación de la Región de Atracción
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Método
Planificación
Trayectoria de posado
Vehículo aéreo no tripulado de ala fija
Estimación
Región de atracción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, se propone un método para planificar la trayectoria de aterrizaje de un vehículo aéreo no tripulado (VANT) de ala fija basado en la estimación de la región de atracción (ROA), para expandir el dominio factible de un VANT en presencia de degradación del rendimiento aerodinámico y condiciones de aterrizaje limitadas con un alto ángulo de ataque (AOA). De acuerdo con las características aerodinámicas del sistema, el proceso de aterrizaje se descompone primero en segmentos de vuelo y aterrizaje, y se establecen el modelo dinámico de vuelo correspondiente y el modelo dinámico estructural, basado en la función de Lagrange, mientras se prueba la continuidad de los dos modelos. Luego, se analiza el modelo dinámico estructural para la estabilidad asintótica basado en los resultados de estimación de la ROA a partir de la función de Lyapunov. Sobre esta base, se propone una estrategia de planificación de trayectoria de aterrizaje para un VANT de ala fija. Esta estrategia permite que el VANT logre un aterrizaje estable con una trayectoria de vuelo razonable, ya que considera plenamente las restricciones dinámicas de vuelo del VANT y las restricciones dinámicas estructurales del tren de aterrizaje. Nuestros resultados de simulación muestran que la planificación de la trayectoria de vuelo considerando la ROA puede aumentar significativamente el número de trayectorias disponibles para VANT de ala fija durante el aterrizaje con alto AOA, lo que también mejora en gran medida su flexibilidad en la selección de trayectorias.
Descripción
En este artículo, se propone un método para planificar la trayectoria de aterrizaje de un vehículo aéreo no tripulado (VANT) de ala fija basado en la estimación de la región de atracción (ROA), para expandir el dominio factible de un VANT en presencia de degradación del rendimiento aerodinámico y condiciones de aterrizaje limitadas con un alto ángulo de ataque (AOA). De acuerdo con las características aerodinámicas del sistema, el proceso de aterrizaje se descompone primero en segmentos de vuelo y aterrizaje, y se establecen el modelo dinámico de vuelo correspondiente y el modelo dinámico estructural, basado en la función de Lagrange, mientras se prueba la continuidad de los dos modelos. Luego, se analiza el modelo dinámico estructural para la estabilidad asintótica basado en los resultados de estimación de la ROA a partir de la función de Lyapunov. Sobre esta base, se propone una estrategia de planificación de trayectoria de aterrizaje para un VANT de ala fija. Esta estrategia permite que el VANT logre un aterrizaje estable con una trayectoria de vuelo razonable, ya que considera plenamente las restricciones dinámicas de vuelo del VANT y las restricciones dinámicas estructurales del tren de aterrizaje. Nuestros resultados de simulación muestran que la planificación de la trayectoria de vuelo considerando la ROA puede aumentar significativamente el número de trayectorias disponibles para VANT de ala fija durante el aterrizaje con alto AOA, lo que también mejora en gran medida su flexibilidad en la selección de trayectorias.