Control de seguimiento para un aerodeslizador no tripulado por medio de un único actuador

Abstract

Se presenta el desarrollo de un regulador cuadrático lineal como controlador para la navegación de un sistema no holonómico y subactuado: un aerodeslizador no tripulado. En este trabajo se utiliza un modelo simplificado del aerodeslizador derivado del modelo general de vehículo de superficie. Este modelo considera tres grados de libertad para el vehículo, dos de estos grados son completamente actuados; además, se añade al grado no actuado un coeficiente que representa las fuerzas de arrastre que se oponen al movimiento del vehículo. Aprovechando que este modelo del aerodeslizador es diferencialmente plano según un marco inercial de referencia, se diseña una trayectoria circular como consigna. Se verifica la controlabilidad del vehículo según el modelo encontrado, que es controlable siempre que la velocidad angular a la que gira sea distinta de cero. Este discernimiento se aprovecha, luego de asumir que la velocidad angular del vehículo es constante, para realizar un controlador que utiliza un único actuador para seguir la trayectoria deseada. Se presenta la ley de control propuesta, las ganancias de la ley de control son determinadas por un regulador cuadrático lineal. El regulador cuadrático lineal se sintoniza utilizando como punto de partida la Regla de Bryson, y se mejora mediante ensayo y error. Se finaliza con una serie de simulaciones realizadas en el software MATLAB probando que, aunque el controlador es poco eficiente en su respuesta, logra seguir la trayectoria circular deseada.

Keywords

• aerodeslizador, controlador, no holonómico, regulador cuadrático lineal, sistema subactuado.