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Control Coordinado de Profundidad y Actitud para Vehículos Supercavitantes Evitando la Fuerza de Planeo

Autores: Zhou, Yu; Sun, Mingwei; Zhang, Jianhong; Chen, Zengqiang

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Supercavitante
Altas velocidades
Resistencia
Hidrodinámica
Seguimiento de profundidad
Estrategia de control

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los vehículos supercavitantes tienen velocidades particularmente altas. Esta ventaja única se obtiene mediante la separación de la cavidad del agua para eliminar la mayor parte de la resistencia. Sin embargo, esto puede llevar al fenómeno del golpe de cola y a la fuerza de planeo. Además, existen grandes e impredecibles incertidumbres en la hidrodinámica del vehículo supercavitante. Todos estos factores imponen un gran desafío para lograr una capacidad de seguimiento de profundidad satisfactoria. En este documento, se propone una estrategia de control coordinado de profundidad y actitud para la dinámica longitudinal con el fin de realizar el seguimiento de profundidad sin fuerza de planeo. El ajuste oportuno de la actitud asegura una velocidad vertical pequeña que puede estar muy por debajo del valor umbral que causa la fuerza de planeo. Al diseñar la estructura de control en cascada, la profundidad se regula mediante control proporcional para generar el comando de cabeceo para el controlador del bucle de actitud. La velocidad vertical y la tasa angular de cabeceo se controlan utilizando el control activo de rechazo de perturbaciones lineales para garantizar suficiente precisión y robustez. Los resultados de la simulación demuestran la efectividad y la superioridad de la estrategia propuesta.

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