Control no lineal robusto de una maqueta de helicóptero con rotores de velocidad variable

Manuel López-Martínez, Manuel G. Ortega, Carlos Vivas, Francisco R. Rubio
2007 Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial RIAI  
Resumen: En este artículo se presenta el diseño de un controlador robusto no lineal para un helicóptero de laboratorio. El equipo se caracteriza por tener loś angulos de ataque de las hélices de los rotores fijos y se controla mediante el cambio de velocidad de los rotores a través de dos motores de accionamiento directo. El sistema resultante es multivariable (de 2 entradas y 4 salidas) altamente no lineal y fuertemente acoplado. La aplicación presentada en este artículo considera el diseño de
more » ... sidera el diseño de un sistema de control robusto con rechazo de perturbaciones persistentes, basado en linealización por realimentación y dos controladores con estructura PID diseñados a partir de un controlador LQR con efecto integral añadido. La metodología ha sido satisfactoriamente verificada por medio de resultados experimentales. Copyright c 2007 CEA-IFAC Palabras clave: Control robusto, linealización por realimentación, modelado y control no lineal de helicópteros. INTRODUCCIÓN Este artículo presenta la síntesis y aplicación de un controlador no lineal para el seguimiento de trayectorias con rechazo de perturbaciones a una maqueta de helicóptero. En helicópteros convencionales el control de orientación y posición se consigue por medio de cambios apropiados de inclinación de las hélices de los rotores, lo cual se lleva a cabo con los actuadores cíclico y colectivo, mientras que se mantienen constantes las velocidades de los rotores. Este hecho, junto con no-linealidades y acoplamientos intrínsecos, hace a estos sistemas especialmente difíciles de controlar, puesto que los pares y fuerzas necesarios no son directamente aplicados, sino que son transmitidos a través de los efectos aero-dinámicos de las hélices de los rotores. Sin embargo, estos sistemas han sido extensivamente investigados dando lugar a un número de aplicaciones de control que abarca desde técnicas lineales de control robusto (Walker y Postlethwaite, 1996; Postlethwaite et al., 1999) a otras más recientes no lineales como en (Kung et al., 2002; Avila et al., 2003) . Por el contrario en maquetas de helicóptero de laboratorio, es usual trabajar conángulos de ataque de pala fijo y motores de velocidad variable, ya que el diseño mecánico del mismo se simplifica y se reducen considerablemente los costes de fabricación. El uso de maquetas o simuladores hardware presentan ventajas cuando se investiga en el campo del control de helicópteros ya que, al tratarse de sistemas no lineales altamente acopla-http://riai.isa.upv.es
doi:10.1016/s1697-7912(07)70224-8 fatcat:eq2vy3s7zjeupijbttlwy5kcwu