Un Modelo Matemático para un Diseño Conceptual y Análisis de Sistemas de Estabilización de UAV
Autores: Kramar, Vadim; Kabanov, Aleksey; Dudnikov, Sergey
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un Modelo Matemático para un Diseño Conceptual y Análisis de Sistemas de Estabilización de UAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Modelos matemáticos
Multiloop multidimensional
Sistemas de estabilización de UAV
Funciones de transferencia
Deformaciones elásticas
Giroscopios
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Este artículo considera el principio de construir modelos matemáticos de sistemas de estabilización UAV continuos-discretos multidimensionales y multiloop funcionalmente complejos. Esto se basa en la propuesta de construir un modelo matemático basado en la clase de complejidad considerada del sistema de estabilización: multidimensionalidad, multi-calificación y elasticidad. Los sistemas de estabilización UAV multiloop (multidimensionales) a menudo se caracterizan por el control de varios elementos de estado interconectados y la existencia de varios canales para la propagación de señales y conexiones mutuas entre objetos individuales. Esto se debe a la necesidad no solo de tener en cuenta los numerosos factores perturbadores (por ejemplo, el viento) que actúan sobre el objeto de control, así como la necesidad de utilizar varios puntos de aplicación de acciones de control. Además, un punto importante es la posible separación de la influencia mutua de los canales de inclinación y guiñada del UAV en su síntesis y análisis. Con este propósito, se ha construido un modelo matemático utilizando una descripción en forma de funciones de transferencia, y por lo tanto, en forma de diagramas estructurales. Se muestra el principio de obtención de funciones de transferencia para demostrar las restricciones dinámicas adicionales introducidas por las deformaciones elásticas en el lazo de estabilización a través de dispositivos giroscópicos y acelerómetros. Esto permitirá formular una metodología para analizar la influencia de las restricciones aeroelásticas en el lazo de estabilización, lo que permitirá desarrollar enfoques para formular requisitos para la colocación efectiva de giroscopios y acelerómetros en el UAV. El enfoque propuesto permite crear un sistema completo de herramientas de análisis y síntesis para sistemas de estabilización UAV continuos-discretos complejos y multidimensionales.
Descripción
Este artículo considera el principio de construir modelos matemáticos de sistemas de estabilización UAV continuos-discretos multidimensionales y multiloop funcionalmente complejos. Esto se basa en la propuesta de construir un modelo matemático basado en la clase de complejidad considerada del sistema de estabilización: multidimensionalidad, multi-calificación y elasticidad. Los sistemas de estabilización UAV multiloop (multidimensionales) a menudo se caracterizan por el control de varios elementos de estado interconectados y la existencia de varios canales para la propagación de señales y conexiones mutuas entre objetos individuales. Esto se debe a la necesidad no solo de tener en cuenta los numerosos factores perturbadores (por ejemplo, el viento) que actúan sobre el objeto de control, así como la necesidad de utilizar varios puntos de aplicación de acciones de control. Además, un punto importante es la posible separación de la influencia mutua de los canales de inclinación y guiñada del UAV en su síntesis y análisis. Con este propósito, se ha construido un modelo matemático utilizando una descripción en forma de funciones de transferencia, y por lo tanto, en forma de diagramas estructurales. Se muestra el principio de obtención de funciones de transferencia para demostrar las restricciones dinámicas adicionales introducidas por las deformaciones elásticas en el lazo de estabilización a través de dispositivos giroscópicos y acelerómetros. Esto permitirá formular una metodología para analizar la influencia de las restricciones aeroelásticas en el lazo de estabilización, lo que permitirá desarrollar enfoques para formular requisitos para la colocación efectiva de giroscopios y acelerómetros en el UAV. El enfoque propuesto permite crear un sistema completo de herramientas de análisis y síntesis para sistemas de estabilización UAV continuos-discretos complejos y multidimensionales.