Diseño de Controlador de Vuelo de Aeronaves Transportadoras mediante la Síntesis de Leyes de Control Previas y No Lineales
Autores: Jia, Baoxu; Sun, Liguo; Liu, Xiaoyu; Xu, Shuting; Tan, Wenqian; Jiao, Junkai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño de Controlador de Vuelo de Aeronaves Transportadoras mediante la Síntesis de Leyes de Control Previas y No Lineales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Propuestas
Control automático de aterrizaje en portaaviones
Control de vista previa
Control no lineal adaptativo
Predicción del movimiento del portaaviones
Rendimiento de seguimiento de la pendiente de descenso
Guía de control óptimo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone una ley de control automático de aterrizaje en portaaviones innovadora para aeronaves basadas en portaaviones, considerando el movimiento complejo del barco y el entorno de viento. Específicamente, se propone una estrategia para sintetizar el control de vista previa con un esquema de control no lineal adaptativo. En primer lugar, se adopta una ley de control no lineal de retroceso incremental en el bucle de control de actitud para mejorar la capacidad de anti-disturbios de la aeronave. En segundo lugar, para mejorar el rendimiento de seguimiento de la pendiente de descenso en condiciones severas del mar, se predice el movimiento del portaaviones, y el movimiento pronosticado se adopta en una ley de guía de control de vista previa óptima para compensar las influencias inducidas por el movimiento del portaaviones. Sin embargo, sintetizar el control del bucle interno y del bucle externo no es tan sencillo, ya que el control de vista previa es naturalmente una ley de control óptima que requiere un modelo de espacio de estados. Por lo tanto, es necesario realizar un ajuste equivalente de bajo orden del modelo del sistema de alta orden de actitud a altitud; además, se debe diseñar un observador de estado para el sistema equivalente de bajo orden para proporcionar los estados requeridos al controlador de aterrizaje. Finalmente, para validar la metodología propuesta, se utiliza un modelo de aeronave sin cola no tripulada para realizar las tareas de aterrizaje automático en diversas condiciones del mar. Los resultados muestran que el sistema automático de aterrizaje en portaaviones puede lograr una precisión de aterrizaje y una tasa de éxito satisfactorias incluso en condiciones severas del mar.
Descripción
Este documento propone una ley de control automático de aterrizaje en portaaviones innovadora para aeronaves basadas en portaaviones, considerando el movimiento complejo del barco y el entorno de viento. Específicamente, se propone una estrategia para sintetizar el control de vista previa con un esquema de control no lineal adaptativo. En primer lugar, se adopta una ley de control no lineal de retroceso incremental en el bucle de control de actitud para mejorar la capacidad de anti-disturbios de la aeronave. En segundo lugar, para mejorar el rendimiento de seguimiento de la pendiente de descenso en condiciones severas del mar, se predice el movimiento del portaaviones, y el movimiento pronosticado se adopta en una ley de guía de control de vista previa óptima para compensar las influencias inducidas por el movimiento del portaaviones. Sin embargo, sintetizar el control del bucle interno y del bucle externo no es tan sencillo, ya que el control de vista previa es naturalmente una ley de control óptima que requiere un modelo de espacio de estados. Por lo tanto, es necesario realizar un ajuste equivalente de bajo orden del modelo del sistema de alta orden de actitud a altitud; además, se debe diseñar un observador de estado para el sistema equivalente de bajo orden para proporcionar los estados requeridos al controlador de aterrizaje. Finalmente, para validar la metodología propuesta, se utiliza un modelo de aeronave sin cola no tripulada para realizar las tareas de aterrizaje automático en diversas condiciones del mar. Los resultados muestran que el sistema automático de aterrizaje en portaaviones puede lograr una precisión de aterrizaje y una tasa de éxito satisfactorias incluso en condiciones severas del mar.