Desarrollo de un sistema inteligente de carga de batería para drones basado en transmisión de energía inalámbrica utilizando el algoritmo de escalada de colina
Autores: Rohan, Ali; Rabah, Mohammed; Talha, Muhammad; Kim, Sung-Ho
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Desarrollo de un sistema inteligente de carga de batería para drones basado en transmisión de energía inalámbrica utilizando el algoritmo de escalada de colina
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Dron
Sistema de carga
Transmisión inalámbrica de energía
Acoplamiento
Sensores
Algoritmo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, se desarrolla un sistema avanzado de carga de baterías para drones. El sistema está compuesto por una estación de carga de drones con múltiples transmisores de energía y un receptor para cargar la batería de un dron. Se utiliza una técnica de transmisión de energía inalámbrica basada en acoplamiento inductivo por resonancia. Con límites de transmisión de energía inalámbrica en acoplamiento inductivo, es necesario que el acoplamiento entre un transmisor y un receptor sea fuerte para una transmisión de energía eficiente; sin embargo, para un dron, normalmente es difícil aterrizarlo correctamente en una estación de carga o un dispositivo de carga para obtener un acoplamiento máximo para una transmisión de energía inalámbrica eficiente. Normalmente, se utilizan algunos sensores físicos como sensores ultrasónicos y sensores infrarrojos para alinear el transmisor y el receptor para un acoplamiento adecuado y una transmisión de energía inalámbrica; sin embargo, en este sistema, se propone un método novedoso basado en el algoritmo de escalada de colina para controlar el acoplamiento entre el transmisor y un receptor sin utilizar ningún sensor físico. La viabilidad del algoritmo propuesto se verificó utilizando MATLAB. Se desarrolló un banco de pruebas práctico para el sistema y se realizaron varios experimentos bajo diferentes escenarios. El sistema es completamente automático y ofrece una precisión del 98.8% (alcanzada bajo diferentes escenarios de prueba) para mitigar el efecto de un aterrizaje deficiente. Además, se logra una eficiencia del 85% para la transmisión de energía inalámbrica. Los resultados de las pruebas muestran que el sistema propuesto de carga de baterías para drones es lo suficientemente eficiente para mitigar el efecto de acoplamiento causado por un aterrizaje deficiente del dron, con la posibilidad de aterrizar libremente en la estación de carga sin preocuparse por la pérdida de transmisión de energía.
Descripción
En este trabajo, se desarrolla un sistema avanzado de carga de baterías para drones. El sistema está compuesto por una estación de carga de drones con múltiples transmisores de energía y un receptor para cargar la batería de un dron. Se utiliza una técnica de transmisión de energía inalámbrica basada en acoplamiento inductivo por resonancia. Con límites de transmisión de energía inalámbrica en acoplamiento inductivo, es necesario que el acoplamiento entre un transmisor y un receptor sea fuerte para una transmisión de energía eficiente; sin embargo, para un dron, normalmente es difícil aterrizarlo correctamente en una estación de carga o un dispositivo de carga para obtener un acoplamiento máximo para una transmisión de energía inalámbrica eficiente. Normalmente, se utilizan algunos sensores físicos como sensores ultrasónicos y sensores infrarrojos para alinear el transmisor y el receptor para un acoplamiento adecuado y una transmisión de energía inalámbrica; sin embargo, en este sistema, se propone un método novedoso basado en el algoritmo de escalada de colina para controlar el acoplamiento entre el transmisor y un receptor sin utilizar ningún sensor físico. La viabilidad del algoritmo propuesto se verificó utilizando MATLAB. Se desarrolló un banco de pruebas práctico para el sistema y se realizaron varios experimentos bajo diferentes escenarios. El sistema es completamente automático y ofrece una precisión del 98.8% (alcanzada bajo diferentes escenarios de prueba) para mitigar el efecto de un aterrizaje deficiente. Además, se logra una eficiencia del 85% para la transmisión de energía inalámbrica. Los resultados de las pruebas muestran que el sistema propuesto de carga de baterías para drones es lo suficientemente eficiente para mitigar el efecto de acoplamiento causado por un aterrizaje deficiente del dron, con la posibilidad de aterrizar libremente en la estación de carga sin preocuparse por la pérdida de transmisión de energía.