Control por modos deslizantes de alto orden para aeronaves en vuelo estacionario bajo condiciones climáticas adversas

Abstract

En este documento se presenta un trabajo de investigación aplicada sobre ciertas técnicas de control relativamente novedosas, especı́ficamente aquellas relacionadas al uso de modos deslizantes de orden superior; por lo cual los esfuerzos se orientan más hacia su uso concreto confrontando las restricciones que impone la realidad para su aplicación efectiva, en lugar de ahondar sobre su desarrollo teórico. El aporte que se pretende realizar se enfoca a la construcción del puente entre teorı́a y práctica que caracteriza a la ingenierı́a, en este caso en torno al empleo de estas técnicas en algunas áreas del campo aeroespacial. En particular el interés se centra en los sistemas de control de vuelo para vehı́culos aéreos autónomos. Previendo una futura validación experimental de estas ideas, por simplicidad y menores costos se ha tomado como caso de estudio el de los multicópteros propulsados eléctricamente; tema que permitirı́a con cierta facilidad expandir este desarrollo a otras aeronaves con capacidad de vuelo estacionario. Se aborda especı́ficamente el control de vuelo a cielo abierto bajo condiciones atmosféricas desfavorables, considerando escenarios de un futuro próximo en el que se expandirá el uso de aeronaves con capacidad de despegue y aterrizaje vertical, tales como helicópteros y eVTOLs, para el transporte urbano y semi-urbano masivo. La realización de un sistema de control de vuelo no puede disociarse de aspectos como la navegación integrada, sensado y detección, el guiado y el desarrollo de sistemas embebidos. Estos esfuerzos no se incluyen explı́citamente en este trabajo para no extender excesivamente su alcance, pero han debido ser abordados. Parte de ese trabajo se refleja en los simuladores de alta fidelidad desarrollados.