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Abordar la saturación del actuador durante la compensación de fallas en el control de vehículos submarinos basado en modelos

Autores: Macatangay, Xan; Hoseinnezhad, Reza; Fowler, Anthony; Kayastha, Sharmila; Bab-Hadiashar, Alireza

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Abordar la saturación del actuador durante la compensación de fallas en el control de vehículos submarinos basado en modelos


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Sistemas de control robustos
Vehículo submarino autónomo (AUV)
Fallas del actuador
Reasignación de control
Saturación del actuador
Asignación de control tolerante a fallas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 40

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los sistemas de control robustos son una necesidad para los sistemas de vehículos submarinos autónomos (AUV) debido a los desafíos que enfrentan durante la operación. Se han desarrollado muchos métodos de diseño de control de AUV para diferentes configuraciones de actuadores, con robustez contra incertidumbres en los parámetros del modelo, perturbaciones ambientales y fallas del sistema. Las fallas del actuador pueden reducir las capacidades físicas de un sistema, lo cual puede ser compensado a través de la reasignación de control. Sin embargo, la mayor asignación de control a los actuadores restantes puede causar saturación del actuador y reducir el rendimiento del controlador. En este trabajo, presentamos una ley de control no lineal basada en el modelo de profundidad-inclinación que considera directamente la saturación del actuador, y un método de asignación de control tolerante a fallas para una configuración de actuadores híbridos de AUV. Se consideran dos tipos de fallas del actuador para un vehículo submarino con una configuración de actuadores híbridos. El controlador propuesto se implementa en un sistema simulado, y su rendimiento de seguimiento de trayectoria se compara con un sistema base sin tolerancia a fallas o saturación. Para determinar la utilidad de los métodos propuestos de control de saturación y tolerancia a fallas, el rendimiento de seguimiento en estas simulaciones se cuantifica en términos del tiempo de establecimiento, los valores máximos posteriores a la falla y la raíz cuadrada media de los errores de profundidad e inclinación.

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