Resumen

Este artículo presenta el diseño y la validación por simulación de un GPC (control predictivo generalizado) multivariable para AUV (vehículo submarino autónomo) en el plano vertical. Este enfoque de control se ha diseñado para el caso de que el AUV navegue a baja velocidad cerca de la superficie del agua, con el fin de contener eficazmente las perturbaciones del oleaje y mejorar la estabilidad de los movimientos de cabeceo y cabeceo. El controlador propuesto garantiza el cumplimiento de la manipulación del timón, las restricciones de salida del AUV y el consumo de energía de conducción. El índice de rendimiento basado en el rendimiento de estabilización del cabeceo, el consumo de energía y las restricciones del sistema se utiliza para derivar la acción de control aplicada para cada paso de tiempo. Para tratar los problemas de optimización con restricciones, se adopta un procedimiento QP de Hildreth. Los resultados de la simulación del control longitudinal del AUV muestran un mejor rendimiento estabilizador y un menor consumo de energía gracias al GPC multivariable.

• Materias:Análisis Matemático Matemáticas Algebra Ingeniería Lógica matemática
• Subjects:Mathematical Analysis mathematics Algebra Engineering Mathematical logic
• Palabras claves:Diseño; validación de simulación; GPC multivariable; AUV; plano vertical; perturbación de olas; estabilidad de cabeceo; estabilidad de movimiento de oscilación; controlador; manipulación del timón; restricciones de salida; consumo de energía de conducción; índice de rendimiento; optimización restringida; procedimiento QP de Hildreth; control longitudinal; rendimiento de estabilización; consumo de energía.
• Keywords:Design; simulation validation; multivariable GPC; AUV; vertical plane; wave disturbance; pitch stability; heave motion stability; controller; rudder manipulation; output constraints; driving energy consumption; performance index; constrained optimization; Hildreth's QP procedure; longitudinal control; stabilizing performance; energy consumption.