Resumen

En este trabajo se propone un método de diseño de piloto automático para un cohete sólido de control compuesto a pequeña escala. El cohete tiene múltiples actuadores, incluyendo una tobera flexible para los canales de cabeceo y guiñada, aletas aerodinámicas para el canal de balanceo, y propulsores laterales que funcionan en modo on-off para los tres canales. Para mantener la aeronave estable en la fase inicial del lanzamiento, cuando la presión dinámica es baja, el piloto automático pretende optimizar la cooperación entre los actuadores. En primer lugar, sin tener en cuenta el empuje lateral discontinuo, la ley de control para la tobera flexible y las aletas aerodinámicas se consigue mediante el enfoque de control en modo deslizante. Sobre esta base, se obtiene un objeto a controlar con elección para el lazo de control de los propulsores laterales. En segundo lugar, se programa la lógica de funcionamiento de los propulsores laterales, considerando el momento de balanceo como prioritario. En tercer lugar, después de obtener un controlador continuo, se diseña un método de discretización para la ley de control de los propulsores laterales combinando las características del control en modo deslizante y el teorema de estabilidad de Lyapunov. Por último, se expone teóricamente la causa fundamental por la que el control compuesto mejora la estabilidad del sistema. Los resultados de la simulación validan la mejora de la respuesta y la robustez frente a incertidumbres y perturbaciones del piloto automático.

• Materias:Aerodinámica Ingeniería aeroespacial Satélites Satélite artificial Meteorología
• Subjects:Aerodynamics Aerospace engineering Satellites Artificial satellites Meteorology
• Palabras claves:propulsor lateral, control compuesto, tobera flexible, aleta aerodinámica, métodos de diseño del piloto automático, etapa de lanzamiento, enfoque de control de modo, control del propulsor lateral, ley de control del propulsor, mejora del rendimiento de la respuesta
• Keywords:lateral thruster, compound control, flexible nozzle, aerodynamic fin, autopilot design methods, stage of launch, mode control approach, lateral thruster control, thruster control law, improved response performance