Control no lineal del sistema Twin Rotor

Abstract

El Twin Rotor MIMO System és un sistema mecànic amb múltiples entrades i múltiples sortides assimilable a un helicòpter, però d’escala més reduïda. Una diferència destacable entre el Twin Rotor MIMO System i una maqueta d’helicòpter és que les forces aerodinàmiques no varien segons l’angle d’atac de les pales de les hèlixs sinó segons la velocitat angular dels rotors de les hèlixs. Les equacions diferencials que modelen el sistema són no lineals i hi ha un fort acoblament entre les variables característiques del sistema, fet que planteja un repte des de el punt de vista del control. L’objectiu d’aquest projecte és dissenyar estructures de control que puguin implementar-se en aquest sistema, tenint en compte les seves fortes no linealitats. Aquestes estructures de control estan ordenades des de les més senzilles fins les més complexes, i es fa una comparativa del comportament del sistema utilitzant cada una de les estructures. Totes les estructures de control dissenyades en aquest projecte es fan linealitzant el sistema al voltant d’un punt d’equilibri, això permet fer una aproximació lineal del sistema sempre i quan es trobi proper a una configuració determinada, la del punt d’equilibri. Si es linealitza el sistema s’arriba a un sistema linealitzat d’ordre molt elevat, donat que és incòmode treballar amb sistemes d’ordre elevat es redueix l’ordre del sistema. S’han realitzat dues reduccions d’ordre diferents i s’ha comparat el comportament del sistema aplicant-hi les estructures de control dissenyades amb les dues reduccions d’ordre.