Control de Profundidad de un AUV de Tipo Vejiga de Aceite en Alta Mar Basado en Control de Rechazo de Perturbaciones Activas Lineales Adaptativas Difusas
Autores: Zhang, Fengrui; Hou, Jiaoyi; Ning, Dayong; Gong, Yongjun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Control de Profundidad de un AUV de Tipo Vejiga de Aceite en Alta Mar Basado en Control de Rechazo de Perturbaciones Activas Lineales Adaptativas Difusas
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Profundidades marinas
AUV
VBS
Hidráulico
Controlador
Perturbación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
El vehículo autónomo submarino (AUV) de aguas profundas es un equipo de vital importancia para la exploración, monitoreo y levantamiento del océano. Con un sistema de flotabilidad variable (VBS), el AUV puede lograr ascender, sumergirse y mantenerse en la columna de agua. Este artículo propone un AUV de aguas profundas con un VBS hidráulico de tipo vejiga de aceite, que controla la tasa de flujo de aceite con una válvula proporcional. Sin embargo, la implementación de un control de profundidad preciso para el AUV enfrenta varios desafíos debido a la variación de la densidad del agua con la profundidad, la característica no lineal del sistema hidráulico y la perturbación de las corrientes y flujos marinos. Para abordar estos problemas, se diseñó e implementó un controlador de rechazo de perturbaciones activo lineal de tercer orden (LADRC) y su versión adaptativa difusa en MATLAB/Simulink, basado en la función de espacio de estados del sistema AUV propuesto. En comparación con el controlador PID convencional, los resultados de la simulación indican que el controlador LADRC propuesto muestra una fuerte robustez ante perturbaciones, con otras ventajas que incluyen un menor error en estado estacionario, sobreimpulso, tiempo de asentamiento y tiempo de respuesta. Además, el controlador LADRC difuso propuesto podría disminuir aún más el sobreimpulso causado por el aumento de la distancia objetivo. Los resultados demuestran que los controladores de profundidad diseñados pueden cumplir con los requisitos de control del AUV de aguas profundas propuesto.
Descripción
El vehículo autónomo submarino (AUV) de aguas profundas es un equipo de vital importancia para la exploración, monitoreo y levantamiento del océano. Con un sistema de flotabilidad variable (VBS), el AUV puede lograr ascender, sumergirse y mantenerse en la columna de agua. Este artículo propone un AUV de aguas profundas con un VBS hidráulico de tipo vejiga de aceite, que controla la tasa de flujo de aceite con una válvula proporcional. Sin embargo, la implementación de un control de profundidad preciso para el AUV enfrenta varios desafíos debido a la variación de la densidad del agua con la profundidad, la característica no lineal del sistema hidráulico y la perturbación de las corrientes y flujos marinos. Para abordar estos problemas, se diseñó e implementó un controlador de rechazo de perturbaciones activo lineal de tercer orden (LADRC) y su versión adaptativa difusa en MATLAB/Simulink, basado en la función de espacio de estados del sistema AUV propuesto. En comparación con el controlador PID convencional, los resultados de la simulación indican que el controlador LADRC propuesto muestra una fuerte robustez ante perturbaciones, con otras ventajas que incluyen un menor error en estado estacionario, sobreimpulso, tiempo de asentamiento y tiempo de respuesta. Además, el controlador LADRC difuso propuesto podría disminuir aún más el sobreimpulso causado por el aumento de la distancia objetivo. Los resultados demuestran que los controladores de profundidad diseñados pueden cumplir con los requisitos de control del AUV de aguas profundas propuesto.