Autopiloto Adaptativo Predictivo para el F-8 DFBW
La principal dificultad en la aplicación de sistemas de control al ángulo de elevación de un avión es debida a las variaciones de la dinámica del proceso que ocurren a lo largo de las operaciones normales de vuelo. De hecho, la naturaleza variable de la dinámica del avión representa un desafío para cualquier sistema de control y, particularmente, para la aplicación de control adaptativo. El diseño y evaluación experimental de un piloto automático adaptativo predictivo para el control dinámico del ángulo de elevación del avión supersónico de la NASA F-8 fue realizado en 1975 utilizando las facilidades del Charles Stark Draper Laboratory en Cambridge, Massachussets, EE.UU. Los resultados obtenidos fueron excelentes, siendo el autopiloto capaz de conseguir la respuesta dinámica deseada del avión en una amplia variedad de condiciones de vuelo. Esta aplicación tiene asimismo un interés histórico dado que fue la primera aplicación en tiempo real de un sistema de control adaptativo predictivo.
Debido a consideraciones de estabilidad el diseño de aviones se ha venido realizando situando el centro de gravedad entre el centro aerodinámico y el elevador como se representa en la figura adjunta. De esta forma el par originado por la fuerza de elevación, aplicada en el centro aerodinámico, y el peso, aplicado en el centro de gravedad, es compensado por el par producido por la posición del elevador.
El piloto automático fue diseñado para operar entre el piloto humano y el avión, como se ilustra en la figura adjunta. Al mover el timón, el piloto humano envía la consigna (set point) deseada al piloto automático a través de una simple ganancia y utilizando las medidas de la respuesta dinámica del avión, este genera la acción de control, es decir, la posición del elevador. El objetivo del piloto automático era permitir que el piloto humano pudiera realizar fácilmente cambios en el ángulo de elevación de acuerdo con la dinámica deseada, con independencia de las condiciones de vuelo y evitando cualquier tipo de oscilación.
