Técnicas de control lineales cuadráticas aplicadas en el diseño de autopiloto para un vehículo autónomo subacuático
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Fecha
2013-06-20
Autores
López Rodríguez, Leisis
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Editor
Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas. Facultad de Ingeniería Eléctrica. Departamento de Automática y Sistemas Computacionales
Resumen
Los AUVs constituyen un tema de interés para la comunidad científica internacional. En Cuba, el GARP y el CIDNAV desarrollan un autopiloto para un vehículo autónomo subacuático (HRC-AUV), con fines científicos. Los autopilotos tienen distintos modos de operación: manual, dirección, rumbo, punto de paso y ruta. Teniendo en cuenta el desarrollo actual de las técnicas de control aplicadas a autopilotos, en esta investigación se diseñan controladores de rumbo utilizando técnicas lineales cuadráticas (LQ), para el HRC-AUV. Los controladores LQ se basan en los modelos dinámicos lineales de la planta y generan una ley de control lineal minimizando índices de funcionamiento cuadráticos que depende de los estados y las salidas del sistema. Primeramente se diseñan controladores de seguimiento lineales cuadráticos (LQT) bajo la suposición de que los estados son medibles, y luego controladores lineales cuadráticos gaussianos (LQG) considerando que los estados son estimados mediante un filtro de Kalman. Los controladores que se diseñan aseguran que la salida siga a la entrada minimizando el error de seguimiento, ante una entrada de referencia constante o una señal tipo paso. La efectividad de los diseños realizados se demuestra mediante simulación, a partir de las respuestas de la variación del ángulo de rumbo y el ángulo de rumbo.
Descripción
Palabras clave
Vehículo Autónomo Subacuático, Autopiloto, Técnicas de Control Lineales Cuadráticas, Modelos Dinámicos Lineales