Un Sistema de Manipulador de Aeronaves para Pruebas de Vuelo Virtual de Dinámica de Vuelo Longitudinal
Autores: Ishola, Ademayowa A.; Whidborne, James F.; Tang, Gilbert
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un Sistema de Manipulador de Aeronaves para Pruebas de Vuelo Virtual de Dinámica de Vuelo Longitudinal
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Prueba de vuelo virtual
Sistema manipulador de aeronaves
Dinámica longitudinal
Modelo de túnel de viento
Controladores PID
MATLAB/Simulink
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Una prueba de vuelo virtual es el proceso de volar un modelo de aeronave dentro de un túnel de viento de manera que replique el vuelo libre. En este documento, se propone un sistema de manipulador-aeronave de 3 grados de libertad que puede ser utilizado para pruebas de vuelo virtual en dinámica longitudinal. El sistema consiste en un brazo manipulador con dos grados de libertad rotacionales y un modelo de túnel de viento de aeronave adjunto a la tercera articulación. Este sistema manipulador-aeronave está restringido a operar solo para el movimiento longitudinal de la aeronave. Así, el manipulador controla el avance y la elevación de la aeronave, mientras que el cabeceo puede rotar libremente y puede ser controlado activamente mediante un estabilizador móvil de la aeronave si es necesario. En este estudio inicial, se utiliza un modelo de dinámica de vuelo de la aeronave para obtener trayectorias de respuesta dinámica de la aeronave en vuelo libre. Se presenta un modelo del sistema acoplado manipulador-aeronave desarrollado utilizando el método de Euler, y se utilizan controladores PID para controlar el manipulador de modo que la aeronave siga la trayectoria de vuelo libre (con respecto al aire). Se utilizan cinemáticas inversas para producir los ángulos de articulación de referencia para el manipulador. El sistema se simula en MATLAB/Simulink y se compara una trayectoria de prueba de vuelo virtual con una trayectoria de prueba de vuelo libre, demostrando el potencial del sistema propuesto para pruebas de vuelo virtuales.
Descripción
Una prueba de vuelo virtual es el proceso de volar un modelo de aeronave dentro de un túnel de viento de manera que replique el vuelo libre. En este documento, se propone un sistema de manipulador-aeronave de 3 grados de libertad que puede ser utilizado para pruebas de vuelo virtual en dinámica longitudinal. El sistema consiste en un brazo manipulador con dos grados de libertad rotacionales y un modelo de túnel de viento de aeronave adjunto a la tercera articulación. Este sistema manipulador-aeronave está restringido a operar solo para el movimiento longitudinal de la aeronave. Así, el manipulador controla el avance y la elevación de la aeronave, mientras que el cabeceo puede rotar libremente y puede ser controlado activamente mediante un estabilizador móvil de la aeronave si es necesario. En este estudio inicial, se utiliza un modelo de dinámica de vuelo de la aeronave para obtener trayectorias de respuesta dinámica de la aeronave en vuelo libre. Se presenta un modelo del sistema acoplado manipulador-aeronave desarrollado utilizando el método de Euler, y se utilizan controladores PID para controlar el manipulador de modo que la aeronave siga la trayectoria de vuelo libre (con respecto al aire). Se utilizan cinemáticas inversas para producir los ángulos de articulación de referencia para el manipulador. El sistema se simula en MATLAB/Simulink y se compara una trayectoria de prueba de vuelo virtual con una trayectoria de prueba de vuelo libre, demostrando el potencial del sistema propuesto para pruebas de vuelo virtuales.