Concepção de sistemas de seguimento de trajetórias complexas para aeronaves comerciais

• Autores: Téo C. Revoredo, Jules G. Slama, Félix Antoine Claude Mora-Camino
• Localización: Revista iberoamericana de ingeniería mecánica, ISSN 1137-2729, ISSN-e 2255-3509, Vol. 17, Nº 2, 2013, págs. 163-174
• Idioma: portugués
• Títulos paralelos:
  • Design of complex trajectories tracking systems for commercial aircraft
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    O crescimento do tráfego aéreo nos principais aeroportos do mundo gera problemas relativos à satu- ração do espaço aéreo próximo e ao ruído ao redor destes aeroportos, o que tem levado pesquisadores a buscar soluções através da pré-definição de trajetórias de me nor ruído que sejam compatíveis com a capacidade previs- ta para o tráfego nos aeroportos. Estas trajetórias podem ser difíceis de serem segu idas por aeronaves com sis- temas de controle de vôo cl ássicos, baseados no seqüenc iamento de modos de contro le elementar tanto para movimentos verticais como laterais. Assim, propõe-se de monstrar a exeqüibilidade da concepção de sistemas de controle de vôo capazes de acompanhar com exatidão este novo tipo de trajet ória. Para isso, considera-se que o modelo matemático da dinâ mica do vôo de aeronaves apresenta uma pr opriedade denominada platitude diferen- cial (differential flatness), que permite elaborar os c ontroles adequados através de inversão dinâmica. Desse modo, apresentamos aqui um método de concepção de sistemas de segui mento de trajetórias para aeronaves comerciais, baseado no conceito de pl atitude diferencial. Primeiro, parti ndo de um modelo da dinâmica de gui- dagem de uma aeronave, estabelecem-se condições suficien tes para que a propriedade de platitude diferencial seja satisfeita. De fato, estas condições são satisfeitas pe los diferentes tipos de aer onaves comerciais atuais em condições normais de vôo. Em seguida , dada a complexidade da inversão dinâmica proposta, uma rede neural artificial é utilizada para a solução numérica do problema. Os resultados sã o obtidos e validados com base no Modelo integrado de ruído (INM)

  • English

    The air traffic growth in the world ?s main airpor ts generates airspace saturation problems and in- creases the noise annoyance over the population in airport ? s surrounding areas. This has lead researchers to look for new solutions based on the pre-definition of low-noise trajectories compatible with the foreseen traffic ca- pacity at the airports. These trajectories may become difficult to be followed by aircraft equipped with classic control systems, based on the sequenc ing of elementary control modes fo r both vertical and horizontal move- ments. Thus, we propose to demonstrate the feasibility of the design of flight control systems capable of accu- rately following this new type of trajectory. In order to do so, we consider that the mathematical model of an aircraft flight guidance dynamics encompasses a differen tial property defined as diffe rential flatness, which al- lows the design of adequate guidance controls through dy namic inversion. So we present a method for the de- sign of trajectory tracking systems for commercial airc raft based on differential fl atness. Starting from a model of the aircraft guidance dynamics, sufficient conditions are defined so that the differential flatness property is met. Indeed, such conditions are met by current different types of commercial aircraft in regular flight condi- tions. Then, due to the complexity of the proposed approach , an artificial neural networ k is used to numerically solve the problem. The results are obtained and validated based on the Integrated Noise Model (INM).