Control adaptivo de vehículos subacuáticos autónomos y teleoperados con perturbaciones

La presente tesis tiene como principal objetivo el diseño de un sistema de control para la navegación automática de vehí-culos subacuáticos autónomos y teleoperados, asegurando propiedades de amplia maniobrabilidad y de alta performance de control en los 6 grados de libertad de movimiento, ante inc...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Bustamante, Jorge Luis
Otros Autores: Jordán, Mario Alberto
Formato: tesis doctoral
Lenguaje:Español
Publicado: 2009
Materias:
control adaptivo
vehículos subacuáticos
estabilidad total
adaptive control
underwater vehicles
total stability
Acceso en línea:http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/2125
Aporte de:
Repositorio Institucional Universidad Nacional del Sur (UNS) de Universidad Nacional del Sur
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Bustamante, Jorge Luis
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description La presente tesis tiene como principal objetivo el diseño de un sistema de control para la navegación automática de vehí-culos subacuáticos autónomos y teleoperados, asegurando propiedades de amplia maniobrabilidad y de alta performance de control en los 6 grados de libertad de movimiento, ante incertidumbres y variaciones temporales de la dinámica y bajo el efecto de perturbaciones externas del entorno y de cable. El control desarrollado es del tipo adaptivo y esta basado en el método de gradiente de velocidad con proyección dinámica suave, apto para una clase general y casi arbitraria de cambios paramétricos comunes a operacio-nes en la Ingeniería Oceánica. Se incluye en el diseño del sistema la dinámica parásita de los propulsores mediante la utilización de observadores de estados y disturbios para establecer la entrada óptima de los actuadores. Esta modifica-ción produce una diferencia entre la fuerza de propulsión real y la fuerza ideal requerida por la acción de control, la cual es tratada como una perturbación endógena. Para este diseño se analiza en detalle la convergencia de los errores de trayecto-ria espacial y cinemática, la acotabilidad de las variables del lazo de control y la performance transitoria.También se realizó el modelado del sistema barco-cable-vehículo para corrientes estacionarias y olas de componentes de baja y media frecuen-cia. Los resultados sugieren que la magnitud de la perturba-ción del cable (denominada perturbación exógena) puede ser controlada mediante la regulación del largo del cable. Para ambos tipos de perturbaciones (endógena y exógena) se demuestra mediante teoremas que el controlador diseñado es totalmente estable. Esto significa que el error de seguimiento de trayectorias permanece acotado, alrededor del punto de equilibrio del sistema no perturbado, para perturbaciones y condiciones iniciales acotadas. El orden del error depende de la magnitud de las perturbaciones. Los resultados perseguidos se orientaron a la aplicación en operaciones planificadas de muestreo y rastreo sobre el fondo marino, reduciendo eventualmente los tiempos de navegación a un mínimo sobre las trayectorias especificadas. Para la realización de esto último se diseñó un algoritmo de optimización del tiempo de recorrido de trayectorias de referencia geométricas. El algo-ritmo se incluyó en el esquema de control adaptivo demos-trándose las propiedades de convergencia para el sistema completo.
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