CONTROL ADAPTIVO DESCENTRALIZADO DE UN SISTEMA DE ROTORES ACOPLADOS

Abstract

El trabajo de titulo que se presenta en este documento desarrolla el modelado y control adaptivo de un Sistema de Rotores Acoplados, instalado en un prototipo de helicóptero a escala. Dicho helicóptero consta de 2 Motores DC, que provocan el giro de sus hélices, y 2 encoders que miden la respectiva posición angular. El trabajo inicialmente plantea la búsqueda de un modelo matemático que describa la dinámica del móvil a partir del balance de fuerzas que provocan los torques involucrados en el giro en ambos ejes, para luego en base a mediciones y simulaciones realizadas con MatLab Simulink, validar cada uno de los parámetros involucrados en el modelo propuesto, incluyendo los fenómenos no lineales, que hasta aquí, no estaban presente en los trabajos [10], [11], [12] y [13] desarrollados con el mismo proceso. Luego se sintetizan en primer lugar controladores del tipo PID descentralizados, es decir, uno para cada eje, los que si bien tienen un buen seguimiento a las posiciones deseadas para el lazo cerrado, no son capaces de soslayar las perturbaciones provenientes del acoplamiento del sistema, por lo que se disean de manera adicional un par de esquemas de prealimentación con el fin de desacoplar el sistema. Una vez que el sistema ha sido desacoplado, las dinámicas pasan a ser 2 sistemas SISO independientes, y a partir de esta consideración se disea una estrategia de control adaptivo por realimentación de estado, para el seguimiento de un modelo de referencia. Luego si bien la ley de adaptación asegura un seguimiento perfecto luego de un instante determinado, la convergencia de los parámetros puede ser demasiado lenta, por lo que en base al modelo identificado, se estimará sus valores iniciales que debieran estar cercanos a sus valores finales, siempre y cuando el modelo identificado este cercano al real. Finalmente se plantean los resultados obtenidos para los tipos de controladores diseados y su desempeo comparativo para distintas zonas de operación, destacando las ventajas y desventajas de cada uno de estos.