Desarrollo de un Sistema de Control de Seguimiento Solar Automático para un UAV de Alas en Tándem y Sus Estrategias de Implementación
Autores: Jenie, Yazdi Ibrahim; Pardomoan, Gerald Yohanes; Moelyadi, Mochammad Agoes
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Desarrollo de un Sistema de Control de Seguimiento Solar Automático para un UAV de Alas en Tándem y Sus Estrategias de Implementación
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Energía solar
UAVs
Sistema de seguimiento solar
Estrategias de implementación
Sistemas de control de retroalimentación
Rendimiento de vuelo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La energía solar es una opción popular para alimentar Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) debido a su capacidad para proporcionar energía para vuelos de larga duración. Sin embargo, los VANT alimentados por energía solar enfrentan desafíos, incluidos problemas de fiabilidad operativa. Para abordar sus problemas de fiabilidad operativa, este documento propone un sistema automático de seguimiento solar y prueba dos estrategias de implementación para controlar un VANT de ala tándem y alimentado por energía solar, desarrollado por la Facultad de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial del Institut Teknologi Bandung. Debido a su configuración poco convencional, se desarrolla un modelo matemático para el VANT con el fin de evaluar las características dinámicas del vehículo. Con base en esto, se diseñan tres sistemas de control por retroalimentación, es decir, control de actitud de alabeo, un seguidor de rumbo y un seguidor solar. Se proponen dos estrategias de implementación para combinar los sistemas de control, es decir, la estrategia de cambio de modo y la estrategia de seguimiento simultáneo. Luego se realizan una serie de simulaciones para verificar el rendimiento general de vuelo del vehículo, así como la recolección de energía solar. La estrategia de cambio de modo pudo recolectar hasta un 13% más de energía solar que la estrategia simultánea, que solo pudo alcanzar ligeramente más del 2%. Sin embargo, el cambio de modo resultó en un rango más corto en comparación con esta última, debido al tiempo pasado en el modo de carga, volando en un patrón circular.
Descripción
La energía solar es una opción popular para alimentar Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) debido a su capacidad para proporcionar energía para vuelos de larga duración. Sin embargo, los VANT alimentados por energía solar enfrentan desafíos, incluidos problemas de fiabilidad operativa. Para abordar sus problemas de fiabilidad operativa, este documento propone un sistema automático de seguimiento solar y prueba dos estrategias de implementación para controlar un VANT de ala tándem y alimentado por energía solar, desarrollado por la Facultad de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial del Institut Teknologi Bandung. Debido a su configuración poco convencional, se desarrolla un modelo matemático para el VANT con el fin de evaluar las características dinámicas del vehículo. Con base en esto, se diseñan tres sistemas de control por retroalimentación, es decir, control de actitud de alabeo, un seguidor de rumbo y un seguidor solar. Se proponen dos estrategias de implementación para combinar los sistemas de control, es decir, la estrategia de cambio de modo y la estrategia de seguimiento simultáneo. Luego se realizan una serie de simulaciones para verificar el rendimiento general de vuelo del vehículo, así como la recolección de energía solar. La estrategia de cambio de modo pudo recolectar hasta un 13% más de energía solar que la estrategia simultánea, que solo pudo alcanzar ligeramente más del 2%. Sin embargo, el cambio de modo resultó en un rango más corto en comparación con esta última, debido al tiempo pasado en el modo de carga, volando en un patrón circular.