Contribución al estudio de diseño de sistemas de control mediante QFTaplicaciones al diseño de sistemas de control de vuelo y navegación

Resumen

En un problema con multiplicidad de especificaciones, co"mo el del control de vuelo, independientemente de la técnica de control empelada, el sobrediseño al utilizar un único controlador, es un cocepto insalvable: Para cada frecuencia de trabajo, el controlador cumplirá con rigurosidad cierta especificación, pero se excederá en el resto. La incertidumbre de la pl~ta va asociada también al sobrediseño, puesto que significa que el controlador debe satisfacer las especificaciones de 'cumplimiento para todas y cada una de las plantillas utilizadas. Los modelos de las aeronaves reales son sistemas complejos, definidos por funciones de transferencia de orden elevado, lo cual significa controladores solución del problema, también de orden elevado. El control de vuelo y navegación es un problema no trivial MIMO, con múltiplicidad de especificaciones que, además, desarrolla una variabilidad paramétrica importante y donde el sob! diseño y el elevado orden de las soluciones, se convierten en problemas prácticos que hay que tratar de minimizar. QFT es una metodología de diseño en el dominio de la frecuencia adecuada para tratar con~rol de vuelo pero que refuiere traslado fiable de especificaciones desde el doniinio temporaL Las metodologías de control a la sque afecta est~-situación, incluída QFT, utilizan procesos iterativos para la sintetización del controlador que concluyen en un análisis temporal; de esta manera, si los resultados en el dominio tiempo no' son adecuados, aunque ,se cumplan las especificaciones en frecuencia, se vuelve atrás en un nuevo proceso de rediseño del controlador. En última instancia, para consguir buenos resultados temporales, las especificaciones en frecuencia se relajan, comenzando otra vez el proceso. Una conversión de especificaciones tiemp;ofrecuencia precisa, significaría menor iteraci6n en la sintetización del controlador, además de soluciones c~m menor sobrediseño. Las metologías e control QFT desarrolladas exigen trabajar, en general, con plantas cuadradas o, en algunos casos, mediante procedimientos denominados de "squaring-down", se permite utilizar más entradas que salidas, aunque con supresión de algunas propiedades consideradas poco significativas de. planta. No hay propuestas para resolver problemas MIMO con mauyor número de salidas que de entradas, situación real típica en aplicaciones de control de vuelo y navegación en aeronaves. Las aportaciones realizadas con esta tesis, serán: l. METODOLOGÍA PARA TRASLADO DE ESPECIFICACIONES del dominio temporal al dominio frecuencial. 2. METODOLOGÍA PARA REDUCCIÓN, DE ORDEN de funciones de transferencia. 3. METODOLOGÍA "SQUARING-UP" QFT en sistemas MIMO infra-actuados. 4. APLICACIÓN DE CONTROL"2SQUARING-UP" para la dinámica longitudinal de una aeronave civil.