Análisis numéricos y un controlador compuesto no lineal para una simulación en tiempo real del calentamiento aerodinámico en tierra de un objeto volador hipersónico
Autores: Lv, Xiaodong; Zhang, Guangming; Wang, Gang; Zhu, Mingxiang; Shi, Zhihan; Bai, Zhiqing; Alexandrov, Igor V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis numéricos y un controlador compuesto no lineal para una simulación en tiempo real del calentamiento aerodinámico en tierra de un objeto volador hipersónico
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Análisis numérico
Objeto volador hipersónico
Entorno de calentamiento aerodinámico
Método de control
Proporcional-derivativo inteligente
Modo deslizante global no lineal
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Este documento contiene dos partes: análisis numéricos y un método de control. Los análisis numéricos del entorno de calentamiento aerodinámico de un objeto volador hipersónico se basan en tres campos de salida bidimensionales diferentes a través de cálculos de elementos finitos. Luego, se obtienen las trayectorias de temperatura de referencia de un objeto volador hipersónico. El otro es un control inteligente proporcional-derivativo (IPD) con un control de modo deslizante global no lineal (NGSMC) basado en un observador de estado extendido no lineal (NESO) para una simulación de calentamiento aerodinámico en tiempo real en tierra de un objeto volador hipersónico, llamado prueba termoestructural con calentadores de lámpara de cuarzo. El controlador compuesto está compuesto por tres subcomponentes: un marco libre de modelo que es independiente del modelo dinámico del sistema junto con un modelo ultra-local; un NESO para la observación de perturbaciones concentradas; y un control de modo deslizante integral con una función no lineal para la compensación de errores de observación. El entorno de vuelo del objeto volador hipersónico va desde el número de Mach 0.6 hasta el número de Mach 5.0, con una altitud de vuelo entre 31,272 m y 13,577 m. Los resultados comparativos demuestran algunas superioridades del controlador compuesto propuesto en términos de errores de seguimiento y robustez.
Descripción
Este documento contiene dos partes: análisis numéricos y un método de control. Los análisis numéricos del entorno de calentamiento aerodinámico de un objeto volador hipersónico se basan en tres campos de salida bidimensionales diferentes a través de cálculos de elementos finitos. Luego, se obtienen las trayectorias de temperatura de referencia de un objeto volador hipersónico. El otro es un control inteligente proporcional-derivativo (IPD) con un control de modo deslizante global no lineal (NGSMC) basado en un observador de estado extendido no lineal (NESO) para una simulación de calentamiento aerodinámico en tiempo real en tierra de un objeto volador hipersónico, llamado prueba termoestructural con calentadores de lámpara de cuarzo. El controlador compuesto está compuesto por tres subcomponentes: un marco libre de modelo que es independiente del modelo dinámico del sistema junto con un modelo ultra-local; un NESO para la observación de perturbaciones concentradas; y un control de modo deslizante integral con una función no lineal para la compensación de errores de observación. El entorno de vuelo del objeto volador hipersónico va desde el número de Mach 0.6 hasta el número de Mach 5.0, con una altitud de vuelo entre 31,272 m y 13,577 m. Los resultados comparativos demuestran algunas superioridades del controlador compuesto propuesto en términos de errores de seguimiento y robustez.