Diseño de sistema de control para el dispositivo Twin Rotor MIMO System

Abstract

[ES] En este Trabajo de Fin de Máster se ha llevado a cabo el diseño de un sistema de control para el dispositivo conocido como Twin Rotor MIMO System (TRMS). Se ha pretendido con ello poner en práctica algunos aspectos cursados en el Máster Universitario de Automática e Informática Industrial cursado en la Universidad Politécnica de Valencia, así como desarrollar otros nuevos. El trabajo se puede dividir en dos grandes bloques. Primero se ha llevado a cabo una identificación de parámetros para conseguir que un modelo de ecuaciones diferenciales simule el comportamiento del TRMS real. Para ello se ha utilizado un algoritmo genético programado en Matlab. Este primer bloque del proyecto está más ligado a la parte de informática cursada en el Máster. El segundo bloque ha consistido en el diseño del propio sistema de control para el TRMS. Se ha optado por utilizar un control por realimentación de estados, intentando optimizar al máximo los recursos existentes para conseguir un control lo más preciso posible. Este segundo bloque se puede englobar dentro de la parte de Automática del Máster. Además, los dos bloques mencionados se han desarrollado siguiendo dos vías distintas. La primera de ellas ha consistido en diseñar el sistema de control para un modelo de Simulink que simula el comportamiento del TRMS real, mientras que en la segunda vía se ha hecho uso del TRMS real. El hecho de haber seguido estas dos vías ha permitido que primero se hayan desarrollado los dos bloques mencionados sin tener que hacer uso de ningún dispositivo real, sino solo utilizando software informático. Una vez cumplimentados los dos bloques siguiendo la primera vía, se han repetido los mismos pasos utilizando ya el TRMS real. De esta manera, se ha comprobado que los objetivos eran realmente realizables antes de comenzar a trabajar con el dispositivo real. Esto puede resultar de ayuda en otros proyectos que se lleven a cabo y sean similares al actual, puesto que se puede conseguir un gran ahorro de tiempo al haber realizado todos los pasos deseados de manera "virtual" antes de comenzar con el proyecto real como tal.

[EN] In this Master's Thesis, the design of a control system for the device known as Twin Rotor MIMO System (TRMS) has been carried out. It has been intended to put into practice some aspects studied in the Master's Degree in Automatics and Industrial Informatics at the Polytechnic University of Valencia, as well as to develop new ones. The work can be divided into two main blocks. First, a parameter identification has been carried out in order to get a differential equation model to simulate the behavior of the real TRMS. A genetic algorithm programmed in Matlab has been used for this purpose. This first block of the project is more linked to the computer science part of the Master. The second block consisted of the design of the control system for the TRMS. It has been chosen to use a state feedback control, trying to optimize the existing resources to achieve the most accurate control possible. This second block can be included in the Automation part of the Master's Degree. Furthermore, the two aforementioned blocks have been developed following two different paths. The first one consisted of designing the control system for a Simulink model that simulates the behavior of the real TRMS, while the second one involved the use of the real TRMS. The fact of having followed these two paths has allowed that first the two mentioned blocks have been developed without having to make use of any real device, but only using computer software. Once the two blocks had been completed following the first route, the same steps were repeated using the real TRMS. In this way, it has been verified that the objectives were really achievable before starting to work with the real device. This can be of help in other projects similar to the current one, since a great time saving can be achieved by having completed all the desired steps in a ¿virtual¿ way before starting the real project as such.