Aterrizaje automático para un vehículo aéreo autonómo

Abstract

Existen diferentes clases de vehículos aéreos no tripulados (VANT), tanto desde el punto de vista de su configuración como de las capacidades funcionales de su sistema de control de vuelo. Más allá de estas cuestiones, el aterrizaje presenta dificultades y desafíos específicos, y se realiza en muchos casos por comando remoto. Aquí se presenta un desarrollo realizado para automatizar la ejecución de un circuito de aproximación y aterrizaje, incluso bajo condiciones meteorológicas adversas. Se hace foco en la tensión que se presenta entre requerimientos y limitaciones que presenta el problema. Se plantea un esquema en cascada entre un control de trayectoria y un control de actitud para la aproximación, y un sub-sistema específico para ejecutar la maniobra de rotación (flare) en la etapa final del aterrizaje y detención en pista. Se sintetizan los controladores con técnicas de control lineal utilizando un enfoque SISO (Single Input- Single Output) desacoplado para el control de trayectoria y velocidad, y un enfoque multivariable para los controles de actitud longitudinal y latero-direccional, y para control en el plano horizontal y vertical durante el flare. Se evalúa la robustez del diseño dentro de las condiciones de vuelo en diferentes fases y condiciones del aterrizaje con modelos linealizados; y se evalúa mediante una simulación no lineal el desempeño del sistema bajo condiciones atmosféricas desfavorables. Mientras que el diseño cumple los objetivos, se analizan algunos aspectos que podrían mejorarse y se plantean algunas líneas de trabajo para lograrlo.