Control tolerante a fallas de una grúa de tres grados de libertad mediante técnicas Takagi-Sugeno.

Abstract

El trabajo de investigación presentado desarrolla el diseño de un controlador con seguimiento de referencia tolerante a fallas aditivas presentes en actuadores. El esquema de tolerancia a fallas para el sistema de una grúa de tres grados de libertad (3DOF por sus siglas en inglés) representado por un modelo Takagi-Sugeno (TS) es pasivo, también denominado control confiable o robusto. Se presenta la obtención de los submodelos TS a partir del modelo no lineal del sistema y la identificación de los elementos que vuelven no lineal a este. A partir de su representación multimodelo, se presenta el desarrollo del diseño de un estabilizador haciendo uso de un tipo de control por realimentación para sistemas Takagi-Sugeno (compensación paralela distribuida) con desempeño robusto H∞ ante la presencia de fallas aditivas en los actuadores. Posteriormente, se propone un modelo aumentado del sistema en su representación TS, el cual integra a las referencias (salidas deseadas) como elementos más en el vector de estados. Tanto en el caso de estabiliación como en el de control por referencia, la condición de estabilidad y desempeño robusto están dadas por una desigualdad matricial lineal (LMI por sus siglas en inglés), deducidas a partir del enfoque de Lyapunov y configuradas de acuerdo al uso de propiedades algebraicas como el complemento de Schur para lograr la feacibilidad de estas. Se presentan resultados de simulación que demuestran la aplicabilidad y el desempeño del controlador obtenido en presencia de fallas aditivas en la entrada.