Control Tolerante a Fallas Activo: Estimación y acomodación de fallas en sensores aplicado al modelo LPV de una bicicleta sin conductor

Abstract

[ES] Se presenta el diseño de un control tolerante a fallas (CTF) activo aplicado al modelo de una bicicleta sin conductor con representación Lineal de Parámetros Variables en el tiempo (LPV) polinomial, afectado por fallas aditivas en los sensores y ruido de medición. Dentro del CTF, el sistema de diagnóstico de fallas opera en base a las estimaciones de un observador de fallas, el cual genera el aislamiento de dichas fallas. Los algoritmos propuestos, considerados como las principales aportaciones del trabajo, logran estimaciones de fallas y variables de estado libres de ruido, con el objetivo de generar indicadores de falla y ley de control, respectivamente. La tolerancia a fallas del sistema se consigue a través de un conjunto de observadores. Los resultados se presentan en simulación de on utilizando el modelo LPV de una bicicleta sin conductor, considerando un controlador para la estabilización de la postura vertical a lo largo de su movimiento traslacional y su velocidad como parámetro variable.

[EN] This paper presents an Active Fault Tolerant Control design applied to a riderless bicycle LPV model affected by additive sensor fault and measurement noise. Within the Active Fault Tolerant Control, the detection and diagnostic system is based on the estimations computed by a fault observer, used to determine a fault occurrence. The proposed algorithms, considered as the main contributions in this work, achieves noise-free estimations for the faults and state, in order to compute the fault indicator and control law, respectively. The fault tolerance of the system is guaranteed through the fault accommodation based on a set of observers. The results have been corroborated using a riderless bicycle LPV model, with a controller that aims at keeping it stood-up along its translation motion.