Diseño de un entorno de simulación integral para vehículos aéreos tilt-rotor.

Abstract

[ES] El presente trabajo desarrolla mediante la herramienta UAV Toolbox de Mathworks, un entorno virtual completo que permite la simulación del comportamiento dinámico de una aeronave con propulsores eléctricos tilt-rotor. Este sistema de simulación permite realizar misiones autónomas, excluyendo las fases de descenso y aterrizaje, en una aeronave con una envolvente de vuelo dual que permite sacar provecho de las ventajas características de un multirrotor en despegue y de un aeroplano en vuelo horizontal. Para ello, la descripción de la dinámica no convencional de este tipo de aeronaves se lleva a cabo mediante el conjunto de ecuaciones diferenciales no lineales descritas en formato Simulink, realizando la hibridación de los dos modelos, el de despegue vertical y el de vuelo horizontal. Además, la definición de la misión se realiza a través de una estación de control terrestre que se comunica con Simulink. Todo esto, junto con la visualización de la aeronave mediante el simulador de vuelo Flight Gear, posibilita una simulación muy realista del comportamiento de la aeronave en entornos reales

[EN] This work develops, using the Mathworks UAV Toolbox, a complete virtual environment that allows the simulation of the dynamic behaviour of an aircraft with electric tilt-rotor propellers. This simulation system allows to perform autonomous missions, excluding the descent and landing phases, in an aircraft with a dual flight envelope that allows to take advantage of the characteristic advantages of a multi-rotor at takeoff and of an aeroplane in horizontal flight. For this purpose, the description of the non-conventional dynamics of this type of aircraft is carried out by means of a set of non-linear differential equations described in Simulink format, hybridising the two models, the vertical take-off and the horizontal flight model. In addition, the definition of the mission is carried out through a ground control station that communicates with Simulink. All this, together with the visualisation of the aircraft by means of the flight simulator Flight Gear, makes possible a very realistic simulation of the aircraft’s behaviour in real environments

[CA] Aquest treball desenvolupa mitjançant l’eina UAV Toolbox de Mathworks, un entorn virtual complet que permet la simulació del comportament dinàmic d’una aeronau amb propulsors elèctrics tilt-rotor. Aquest sistema de simulació permet realitzar missions autònomes, excloent-ne les fases de descens i aterratge, en una aeronau amb una envolupant de vol dual que permet treure profit dels avantatges característiques d’un multirrotor en enlairament i d’un aeroplà en vol horitzontal. Per fer-ho, la descripció de la dinàmica no convencional d’aquest tipus d’aeronaus es duu a terme mitjançant el conjunt d’equacions diferencials no lineals descrites en format Simulink, realitzant la hibridació dels dos models, el d’enlairament vertical i el de vol horitzontal. A més, la definició de la missió es fa a través d’una estació de control terrestre que es comunica amb Simulink. Tot això, juntament amb la visualització de l’aeronau mitjançant el simulador de vol Flight Gear, possibilita una simulació molt realista del comportament de l’aeronau en entorns reals