DISEÑO DE UN CONTROLADOR PARA EL VUELO EN FORMACIÓN DE DOS AERONAVES

Abstract

El presente trabajo trata el diseño y simulación del sistema de control para el vuelo en formación de dos aeronaves. Para ello se estudia una formación de tipo líder-perseguidor en la que el controlador se encarga de reducir a cero el error de posición relativa deseada, considerando que ambas aeronaves son idénticas, con las mismas características másicas, aerodinámicas y propulsivas detalladas a lo largo del documento.

El modelo empleado para caracterizar el movimiento de las aeronaves se basa en la hipótesis simplificativa que considera la aeronave como un sólido rígido con seis grados de libertad, permitiendo definir el movimiento de translación como el movimiento del centro de masas de la aeronave y el movimiento de rotación respecto de un sistema de referencia correctamente definido.

Posteriormente se aborda el diseño de los controladores que aseguran la estabilidad y autonomía del vuelo, generando las señales de control necesarias para mantener la altitud, velocidad, cabeceo y rumbo deseados en todo momento. La aeronave líder es capaz de volar una ruta previamente establecida a modo de plan de vuelo. Mientras que el guiado del perseguidor se realiza mediante el controlador del vuelo en formación, que genera las referencias necesarias para que se posicione correctamente respecto al líder.

Finalmente, se plantean distintos escenarios en los que el líder de la formación realiza diferentes cambios de rumbo y altitud con el fin de validar y sacar conclusiones respecto del diseño de los controladores desarrollados.