Aproximación al control de la fase de vuelo de un dirigible

  • Leonardo Solaque Guzmán Universidad Militar Nueva Granada
  • Nelson Muñoz Ceballos Politécnico Jaime Isaza Cadavid
Palabras clave: plataformas aéreas, dirigible, UAV, control, PID, GPC, control no lineal, modelado dinámico, velocidad aerodinámica, fases de vuelo

Resumen

El presente trabajo tiene por objetivo el modelo dinámico de un dirigible (como Karma y UrAn), y la elaboración de un conjunto de leyes de control de velocidad, altitud y dirección cuando el dirigible se desplaza en la fase de vuelo crucero. La primera parte del documento presenta un modelo matemático representativo de las principales dinámicas del dirigible. Luego se muestra una descripción de las principales relaciones de las variables, a partir de un modelado e identificación previos, usados para el planteamiento de modelos reducidos, llamados modelos de control. Una segunda parte está dedicada a la formulación de las estrategias de control, basadas en técnicas PID, GPC y una no Lineal. Estas leyes son planteadas sobre la base del desacople de dinámicas para el vuelo lateral y el vuelo longitudinal. Finalmente se incluyen pruebas de simulación y sobre las estructuras reales.

Biografía del autor/a

Leonardo Solaque Guzmán, Universidad Militar Nueva Granada

Ing. Electrónico, PhD., Profesor asistente, Facultad de Ingeniería, Investigador grupo GAV. Universidad Militar Nueva Granada, Bogotá, Colombia.

Nelson Muñoz Ceballos, Politécnico Jaime Isaza Cadavid

Ing. Electrónico, MSc., Profesor asistente, Facultad de Ingeniería, Investigador grupo ICARO. Politécnico Jaime Isaza Cadavid, Medellín, Colombia.

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.

Biografía del autor/a

Leonardo Solaque Guzmán, Universidad Militar Nueva Granada

Ing. Electrónico, PhD., Profesor asistente, Facultad de Ingeniería, Investigador grupo GAV. Universidad Militar Nueva Granada, Bogotá, Colombia.

Nelson Muñoz Ceballos, Politécnico Jaime Isaza Cadavid

Ing. Electrónico, MSc., Profesor asistente, Facultad de Ingeniería, Investigador grupo ICARO. Politécnico Jaime Isaza Cadavid, Medellín, Colombia.

Referencias Bibliográficas

AZINHEIRA, J. R.; CARNEIRO DE PAIVA, E.; RAMOS J.Jr.G. and BUENO, S. S.; Mission path following for an autonomous unmanned airship, IEEE International Conference on Robotics and Automation, San Francisco, April, 2000.

AZINHEIRA, J. R.; Influence of wind speed on airship dynamics, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, vol. 24, no. 6, pag. 1116-1124, Nov-Dec, 2002.

BONNET A. and LUNEAU, J.; Identification des coefficients aèrodynamiques du dirigeable AS500 du LAAS, Rapport technique, Etude Hydro-Aèrodynamique, LAAS/ CNRS, March, 2003.

BOSCHMA, J.H.; The development progress of the {U}.{S}. {A}rmy’s SASS LITE, unmanned robot airship, 10th AIAA Lighter-Than-Air Conference and Exhibition, Scottsdale, September, 1993.

CAMACHO, E.F.; BORDONS, C.; Model Predictive Control in the Process Industry Springer, ISBN 3-540-199924-1, 1995.

CLARKE, D.W.; Generalized Predictive Control, Part I, The Basic Algorithm, Automatica, Vol 23, No. 2: pp. 137-148, July, 1987.

DE PAIVA, E.; BUENO, S.; VARELLA GOMES, S.; BERGERMAN, M. and RAMOS, J. A.; Control System Development Environment for AURORA’s Semi-Autonomous Robotic Airship, IEEE International Conference on Robotics and Automation, Detroit, Mi. (USA), May, 1999.

DIAZ, H.; SOLAQUE, L. and GAUTHIER, A.; Fuzzy identification and parallel distributed compensation for cruise flight phase of a blimp, V Congreso Internacional Electrónica y Tecnologías de Avanzada - CIETA, Pamplona (Colombia), September, 2006.

ELFES A.; BUENO S.S.; BERGERMAN M.; RAMOS J.G. and VARELLA GOMES, S.B.; Project AURORA: Development of an Autonomous Unmanned Remote Monitoring Robotic Airship, Journal of the Brazilian Computer Society, vol. 4, no. 3, Pag. 70-78, April, 1998.

ELFES, A.; MONTGOMERY, J. F.; HALL, J. L.; JOSHI, S.; PAYNE, J. and BERGH, C. F.; Autonomous flight control for a TITAN exploration AEROBOT, http://wwwrobotics.jpl.nasa.gov/publications/James_Montgomery/2005_ISAI RAS_AutonomousFlightControlAerobot.pdf.

FOSSARD, A.J. and NORMAND-CYROT, D.; Systemes non lin’earies, Copyright Instrument society of America,North Carolina,v. 3, 1993.

HYGPOUNENC, E. and SOUERES, P.; Automatic airship control involving backstepping techniques, LAAS, Report 2159, October, 2002.

HYGOUNENC, E. and SOUERES, P.; A multimode control strategy for autonomous blimp, Report LAAS/CNRS, October, 2002.

16th LIGHTER-THAN-AIR SYSTEMS TECHNOLOGY Conference and Balloon Systems Conference, Arlington, Va (USA), 2005.

PATIÑO, D.; SOLAQUE L.; LACROIX, S. and GAUTHIER, A.; Estimation of the aerodynamical parameters of an experimental airship, EEE/RSJ IROS 2005 workshop on robot vision for Space Applications, Edmonton, Alberta (Canada), August, 2005.

TUCKERMAN, L. B.; Inertia factors of ellipsoids for use in airship design, N.A.C.A., Report 210, March, 1926.

VARELLA GOMES, S.B. and RAMOS, J.Jr.; Airship dynamic modeling for autonomous operation, Proc. IEEE International Conference on Robotics and Automation, vol. 20, no. 2, Leuven (Belgium), Pag. 3462-3467, May 1998.

ZHENBANG GONG, J.R.; LUO, J. and XIE, S.; A flight control and navigation system of a small size unmanned airship, Proc. IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, pag. 1491-1496, Niagara Falls, Canada, July, 2005.

Cómo citar
Solaque Guzmán, L., & Muñoz Ceballos, N. (2008). Aproximación al control de la fase de vuelo de un dirigible. Ciencia E Ingeniería Neogranadina, 18(1), 51-74. https://doi.org/10.18359/rcin.1068
Publicado
2008-06-01
Sección
Artículos
Crossref Cited-by logo

Más sobre este tema