Control híbrido de velocidad y orientación para aeronaves de ala fija.

Abstract

"Esta tesis tiene como finalidad presentar un controlador híbrido para gobernar la orientación y el seguimiento de velocidad para un avión de la fija. La aportación principal de esta tesis es mostrar que un simple controlador lineal tipo PI en lazo cerrado es capaz de garantizar estabilidad asintótica de la velocidad de avión, si la dinámica admite una descripción no lineal por pedazos. Se prueba que la orientación del avión es regulada de manera asintótica excepto de un numero finito de puntos dados por la redundancia del mapa de uaterniones. El modelo incluye el efecto de no linealidades ası como de incertidumbres de modelado o paramétricas dependientes exclusivamente de los estados. Se estudian las condiciones de estabilidad, así como su dependencia con las ganancias del controlador y se muestra la dependencia de las ganancias del controlador con el tiempo de residencia del sistema híbrido. Finalmente para ilustrar los resultados, se presentan simulaciones numéricas utilizando datos aerodinámicos de un avión F-16."

"This work studies the stability of a class of linear controllers for fixed-wing aircrafts. The main contribution of this thesis is to show that a linear PI controller is able to guarantee asymptotic stability of the aircraft velocity, if its dynamics can be described as piecewise nonlinear. The aircraft dynamics consider nonlinear effects, as well as parametric uncertainties depending exclusively on system states. In addition, it is proved that the vehicle orientation can be asymptotic regulated except in a finite number of points given by the redundancy of the quaternion map. Stability conditions over controller gains are derived using singular perturbed systems and connections between average residence time for the hybrid system and controller gains are stated. Finally, numerical simulations in the jet F-16 are used to illustrate theoretical results."