Control en Modo Deslizante Adaptativo Borroso de las Variables Cinemáticas del Vehículo Subacuático Snorkel

Abstract

[ES] Este artículo analiza el problema del control de las variables cinemáticas en maniobras a baja velocidad de un vehículo subacuático subactuado de bajo coste. El control de vehículos subacuáticos no es sencillo debido principalmente al carácter no lineal y acoplado de las ecuaciones que los describen, la falta de conocimiento preciso del modelo y sus parámetros, así como por la existencia de perturbaciones externas e internas. La metodología propuesta recurre a algoritmos aplicados de manera novedosa dentro del control de vehículos subacuáticos, basados en la fusión de un controlador en modo deslizante y un sistema adaptativo borroso, aportando las ventajas propias de ambos sistemas. Su propiedad fundamental es que permite relajar el conocimiento requerido del modelo del vehículo, reduciendo el coste de diseño. La aplicación práctica está basada en un modelo semi-desacoplado y no lineal del vehículo Snorkel, compuesto por tres controladores independientes, uno por cada DOF controlable. Los resultados experimentales demuestran las altas prestaciones del controlador propuesto dentro de las restricciones del sistema sensorial y la incertidumbre del modelo teórico del vehículo.

[EN] This paper address the kinematic variables control problem for the low-speed manoeuvring of a low cost and underactuated underwater vehicle. Control of underwater vehicles is not simple, mainly due to the non-linear and coupled character of system equations, the lack of a precise model of vehicle dynamics and parameters, as well as the appearance of internal and external perturbations. The proposed methodology makes use of a pioneering algorithm in underwater vehicles, which is based on the fusion of a sliding mode controller and an adaptive fuzzy system, including the advantages of both systems. The main advantage of this methodology is that it relaxes the required knowledge of vehicle model, reducing the cost of its design. The practical system is based on a semi-decoupled non-linear plant model of the Snorkel vehicle and it is compounded by tree independent controllers, each one for the tree controllable DOF of the vehicle. The experimental results demonstrate the good performance of the proposed controller, within the constraints of the sensorial system and the uncertainty of vehicle theoretical model.