Comparteix:

NILS Project

Detection and Estimation of Icing in Aerocynamical Systems Using LPV Methods

Objectius Principals del Projecte NILS

 

En els darrers anys, l'ús de sistemes aerodinàmics en l'entorn àrtic ha augmentat. A causa de les condicions meteorològiques crítiques que es troben a la regió àrtica, es pot produir el gebratge d'aquests sistemes, causant comportaments no desitjats, com pèrdua de rendiment i risc de fallades, que es podrien evitar mitjançant tècniques avançades de control i anti-gel/desgel. Per aquesta raó, és important obtenir una estimació de la quantitat de gel que afecta aquests sistemes utilitzant algun model matemàtic d'aquest fenomen. Entre les tècniques possibles, les tècniques de paràmetre lineal variant (LPV) permeten tenir en compte la gran variació del comportament del gel segons les diferents condicions d'operació. L'objectiu d'aquest projecte ha estat aplicar les tècniques LPV al problema d'estimar el gel en sistemes aerodinàmics.

 

Activitat Científica i Resultats Principals

 

L'activitat científica desenvolupada durant la implementació del projecte ha portat a un estudi exhaustiu de l'estat de l'art de diversos temes relacionats amb l'objectiu esmentat, en particular pel que fa a l'aerodinàmica, models de UAV, formació de gel, i tècniques que es podrien aplicar al problema de la detecció de gel. Tenint en compte aquest estudi, s'ha aplicat la teoria dels observadors d'entrada desconeguda (UIOs) utilitzant un paradigma LPV, desenvolupant les següents solucions al problema de la detecció de gel:

  • Observador d'entrada desconeguda proporcional LPV
  • Observador d'entrada desconeguda proporcional integral LPV
  • Observador d'entrada desconeguda proporcional integral d'interval LPV

Aquestes solucions s'han obtingut partint d'un problema simplificat, en el qual es va ignorar el soroll als sensors i les incerteses en el model. En aquest cas, es va trobar que un observador d'entrada desconeguda proporcional LPV era capaç de detectar/aïllar correctament la presència de fallades d'actuadors i gel en UAVs que operen en condicions variables. Quan es va afegir soroll als sensors, es va trobar que era necessària l'addició d'una acció integral per millorar la propietat de rebuig de soroll, donant lloc a l'observador d'entrada desconeguda proporcional integral LPV. Finalment, una formulació d'interval ha permès tenir en compte la incertesa en el model.

 

Contribucions

 

Rotondo D., Cristofaro A., Johansen T.A., Nejjari F., Puig V., "Detecció de gel en vehicles aeris no tripulats amb moviment longitudinal mitjançant un observador d'entrada desconeguda LPV", IEEE Multi-Conference on Systems and Control 2015, Sydney, Austràlia, setembre de 2015. (http://folk.ntnu.no/torarnj/2015MSC_0258_FI.pdf)

Rotondo D., Cristofaro A., Johansen T.A., Nejjari F., Puig V., "Detecció de gel i fallades d'actuadors en la dinàmica longitudinal de petits UAVs utilitzant un observador d'entrada desconeguda proporcional integral LPV", 3a Conferència sobre Sistemes de Control i Tolerància a Fallades, Barcelona, Espanya, setembre de 2016.

Rotondo D., Cristofaro A., Johansen T.A., Nejjari F., Puig V. "Estimació d'estat i desacoblament d'entrades desconegudes en sistemes LPV incerts utilitzant observadors d'interval", presentat al International Journal of Control.

 

Recolzat per una beca d'Islàndia, Liechtenstein i Noruega a través del Mecanisme Financer de l'EEE.

Operat per la Universitat Complutense de Madrid