Abstract—
DLR (Centro Aeroespacial Alemán) actualmente investiga el potencial de los sistemas de vuelo hipersónico en distintos escenarios de misión. Uno de los tipos de configuración que ha despertado mayor interés para aplicaciones civiles y militares es el vehículo de planeo hipersónico (HGV, por sus siglas en inglés). Estos HGVs operan en amplios rangos de vuelo y presentan características de dinámica de vuelo complejas.
En este artículo se presenta el vehículo de planeo hipersónico genérico de DLR, el GHVG-2, y se propone una arquitectura de control de vuelo no lineal integrada, basada en la inversión dinámica no lineal y en metodologías de control de seguimiento de modelos no lineales. El esquema de control propuesto está diseñado para manejar de forma suficiente y robusta la dinámica del sistema del vehículo de vuelo con sobreactuación.
Primero, se describe el enfoque, y luego se evalúa el desempeño de las leyes de control propuestas mediante simulaciones en un modelo dinámico de vuelo no lineal de alta fidelidad, tanto en condiciones normales como ante la presencia de incertidumbres paramétricas. Los resultados presentados demuestran que el enfoque NMFC (Control de Seguimiento de Modelos No Lineal) ofrece beneficios para el control robusto del sistema hipersónico analizado.
Аннотация—
Немецкий центр аэрокосмических исследований (DLR) в настоящее время изучает потенциал гиперзвуковых летательных аппаратов в различных сценариях выполнения задач. Одной из конфигураций, вызвавших значительный интерес как для гражданских, так и для военных применений, является гиперзвуковой планирующий летательный аппарат (ГЛЛ). Эти ГЛЛ работают в широком диапазоне полетных диапазонов и демонстрируют сложные динамические характеристики полета.
В данной статье представлен типовой гиперзвуковой планирующий летательный аппарат DLR, GHVG-2, и предложена интегрированная нелинейная архитектура управления полетом, основанная
на методологиях нелинейной динамической инверсии и нелинейного управления слежением за моделью. Предложенная схема управления разработана для адекватного и надежного управления динамикой системы переуправляемого летательного аппарата.
Сначала описывается подход, а затем оценивается эффективность предложенных законов управления с помощью моделирования на высокоточной нелинейной динамической модели полета, как в нормальных условиях, так и при наличии параметрических неопределенностей. Представленные результаты демонстрируют, что подход NMFC (нелинейное управление слежением за моделью) обеспечивает преимущества для надежного управления анализируемой гиперзвуковой системой.
Resumo—
DLR (Centro Aeroespacial Alemán) actualmente investiga el potencial de los sistemas de vuelo hipersónico en distintos escenarios de misión. Uno de los tipos de configuración que ha despertado mayor interés para aplicaciones civiles y militares es el vehículo de planeo hipersónico (HGV, por sus siglas en inglés). Estos HGVs operan en amplios rangos de vuelo y presentan características de dinámica de vuelo complejas.
En este artículo se presenta el vehículo de planeo hipersónico genérico de DLR, el GHVG-2, y se propone una arquitectura de control de vuelo no lineal integrada, basada en la inversión dinámica no lineal y en metodologías de control de seguimiento de modelos no lineales. El esquema de control propuesto está diseñado para manejar de forma suficiente y robusta la dinámica del sistema del vehículo de vuelo con sobreactuación.
Primero, se describe el enfoque, y luego se evalúa el desempeño de las leyes de control propuestas mediante simulaciones en un modelo dinámico de vuelo no lineal de alta fidelidad, tanto en condiciones normales como ante la presencia de incertidumbres paramétricas. Los resultados presentados demuestran que el enfoque NMFC (Control de Seguimiento de Modelos No Lineal) ofrece beneficios para el control robusto del sistema hipersónico analizado.