Control de seguimiento por retroalimentación de salida no lineal para vehículos submarinos autónomos (AUV) en condiciones de disturbio por olas poco profundas

Este artículo presenta un diseño de controlador de seguimiento por retroalimentación de salida no lineal para vehículos submarinos autónomos (AUV) que operan en áreas de agua poco profunda. En un entorno de agua poco profunda, disturbios significativos debido a las olas afectan en gran medida el movimiento de los vehículos marinos. Dado que no es eficiente en términos de energía contrarrestar los disturbios oscilatorios debidos a las olas, es fundamental obtener la información de las olas o la información sobre los disturbios inducidos por las olas y diseñar un controlador que sea eficiente en energía para reducir la acción de los actuadores y contrarrestar los disturbios por olas y así evitar el desgaste de los actuadores. En este artículo, primero se diseña un observador no lineal para estimar el movimiento de baja frecuencia (LF) de los AUV y filtrar el movimiento de frecuencia de ola (WF) de los AUV debido a las olas de agua poco profunda mediante el uso de mediciones de posición y actitud. Basado en el observador diseñado, posteriormente se deriva un controlador de retroalimentación de salida no lineal utilizando la técnica de retroceso del observador. Mediante este enfoque, el AUV logra un seguimiento exponencial global sin un consumo excesivo de energía para contrarrestar el disturbio de las olas y también evita un desgaste excesivo en los propulsores. La estabilidad exponencial global (GES) del sistema de observador-controlador en general se prueba a través de la teoría de estabilidad de Lyapunov. Se lleva a cabo un conjunto de simulaciones utilizando el modelo de AUV KAMBARA (Silpa-Anan 2001 Silpa-Anan, C. 2001. “Robot submarino autónomo: Visión y control”. En la tesis de maestría, The Australian National University. Google Scholar) para demostrar el rendimiento del observador propuesto y del controlador de retroalimentación de salida.