Observadores

DIA MATLAB 2008 – ARMENIA – UNIVERSIDAD DEL QUINDÍO

Diseño de Controlador Difuso y por Variables de Estado para un Sistema Ducted Fan
Jorge Mario Zamora Vélez, Student Member, IEEE
cómo lograr un control eficaz y funcional del proceso dadas por el experto.

Abstract—In the present document it presents an approach of a Fuzzy Control and a Feedback Discrete-Time States-Space Control designby a Ducted Fan Planar Model, and its comparison between they both by using Matlab as algorithms computing tool to model and simulate the plant and the controllers. Keywords—Ducted Fan, Fuzzy Control, Flight Control Systems, State-Space Feedback Control, Uninhabited Combat Aerial Vehicle.

II. DUCTED FAN Desde los años 60’s, impulsados por los conflictos bélicos mundiales y la carreraarmamentista, la investigación y el desarrollo de tecnología militar son prioridad de las naciones de primer mundo. Gracias a esto y junto con las ideas creativas de la ciencia ficción se ha desarrollado gran parte de la tecnología actual tal como el ordenador y la Internet. A mediado de los años 80’s se empezó a estudiar los UCAV’s (Unhabited Combat Aerial Vehicles), Vehículos No Tripulados de Combate Aéreopor sus siglas en inglés; dispositivos de vuelo autónomo e inteligente o comandados por un operador desde un cuarto de control basado en tecnología de realidad virtual. Estos sistemas serán capaces de realizar maniobras agresivas de alta pendiente y seguimiento de trayectorias, operando sobre los límites de los actuadores. Su uso inicialmente esta enfocados a realizar tareas de reconocimiento yvigilancia, no obstante, el objetivo es emplearlo como arma de ataque. En la figura 1 se ilustra una idea artística (Fig.1).

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I. INTRODUCCIÓN

rimordialmente, este documento trata la aplicabilidad del control lógico difuso FIS al control de sistemas no lineales, enfocadas en el empleo de al herramienta computacional Matlab. Sin embargo, se da un vistazo al análisis de nuevas tecnologíasmilitares Uno de los objetivos principales de este texto es revelar la simplicidad con la cual puede ser controlado un sistema no lineal MIMO aplicando la lógica difusa. Inicialmente se hará una descripción funcional de la planta, luego se hará un análisis no muy riguroso de la dinámica de la planta, centrándose fundamentalmente en su inercia. Después se hará un enfoque en la metodología de controlpor variables de estado y acontinuaciòn de lógica difusa. Finalmente se realizará una comparación de su rendimiento, observando tanto la controlabilidad, el error en estado estable, rango de operación, y esfuerzo de control. El control difuso es una alternativa práctica para una gran variedad de aplicaciones de control enigmáticas y/o complejas, ya que proporciona un método conveniente para laconstrucción de controladores no lineales a través del uso de información heurística. Tal información heurística proviene de un operador que actúa como controlador dentro del lazo del proceso; o incluso del ingeniero de control quien ha realizado extensos análisis, modelamientos y desarrollo de algoritmos de control [6]. Sin tener en cuenta de donde proviene el conocimiento del control heurístico, lalógica difusa proporciona un formalismo simple y trivial para representar e implementar ideas mediante el empleo de descripciones lingüísticas que se tienen acerca de

Fig 1: Imagen Artística de un Ducted Fan operando como UCAV. El sistema de vuelo UCAV de mayor expectativa hoy es denominado Ducted Fan, con el cual desde ya hace más de una década se vienen realizando experimentos en varioscentros de investigación, tales como la University of Colorado y principalmente la California Institute of Technology (Fig.2).

1 Hover flight: Vuelo Inmóvil 2 Thrust Vectored 3 Planar Model

DISEÑO DE CONTROLADOR DIFUSO Y POR VARIABLES DE ESTADO PARA UN SISTEMA DUCTED FAN

Fig. 3. Dinámica básica y eje de referencia coordenado para el Ducted Fan. [3]. Fig. 2. Caltech Ducted Fan. Prototipo de...