Control Automático

Resumen—This paper presents a passive fault tolerant control of a X8-type octorotor based on backstepping control theory. The proposed scheme uses a cascaded methodology of two backstep-ping controllers. The algorithm uses the Lyapunov theory in the backstepping technique to ensure the stability of the octorotor. An integral action is added to the controller to eliminate the steady-state error caused by model uncertainties, disturbances or faults. The algorithm goes through two stages of cascaded backstepping controller. The first stage aims to stabilize and tracking the desired traslational motion then, the first stage feeds the second one with the desired roll and pitch rotational motion. The numerical simulations, show how the proposed algorithm is capable of controlling the translational and rotational motion of the nonlinear octorotor even in presence of actuator faults, tolerating performance degradation of the system.

Resumen: En este artículo se presenta un observador Takagi-Sugeno (T-S) que estima las variables programadas y estados no medidos de un quadrotor. También se presenta el diseño de dos controladores T-S; un controlador T-S no robusto para estabilizar losángulos de Euler, y un controlador T-S robusto con el objetivo de estabilizar losángulos de Euler y atenuar la señal de perturbación. La principal aportación de este trabajo es la aplicación del observador T-S y de los controladores T-S a un quadrotor. Las pruebas en simulación muestran que el observador T-S estima correctamente las variables programadas y los estados no medidos del quadrotor, con y sin perturbación. Mientras que el controlador robusto cumple sus objetivos de estabilziación y de atenuación de la perturbación.

Resumen En este trabajo se presentan los resultados en simulación de un sistema de control tolerante a fallas activo (CTFA) aplicado a una columna de destilación. El sistema de control tiene como objetivo mantener el proceso de destilación binaria (etanol-agua) en operación con y sín la presencia de fallas en sensores o actuadores. El CTFA se desarrolló a partir de un sistema de detección y diagnóstico de fallas empleando un observador de alta ganancia de orden completo para estimar las concentraciones no medidas de la columna de destilación, dicho observador estima todas las concentraciones de la columna de destilación a partir de una sola temperatura medida. Así mismo, se emplearon tres observadores adaptativos para estimar la presión de vapor y los parámetros de los actuadores; de tal forma que es posible determinar el tipo, instante de aparición y magnitud de la falla. El control tolerante a fallas en actuadores se basa en la compensación de la ley de control utilizando la información del sistema de detección y diagnóstico de fallas. El control tolerante a fallas en sensores se basa en la reconfiguración del elemento con falla. La principal contribución que se presenta en el artículo es el sistema CTFA, el cual es capaz de mantener al sistema de control operando aun con la presencia de fallas múltiples y simultáneas en sensores y por lo menos en un actuador. Las pruebas en simulación muestran que la ley de control permite que las concentraciones molares líquidas requeridas en los productos destilados sigan la referencia de manera adecuada aun en presencia de fallas. Palabras Clave: Sensores e instrumentos virtuales, procesos químicos, simulación de sistemas.

In this section we will discuss how to obtain the step response of systems represented in state space. We will begin by discussing how state equations can be used to program a digital computer and progress to a computer program that you can use to perform step-response simulations.

Appendix J: Derivation of the Time Domain Solution of State Equations J.1 Derivation Rather than using the Laplace transformation, we can solve the equations directly in the time domain using a method closely allied to the classical solution of differential equations. We will find that the final solution consists of two parts that are different from the forced and natural responses First, assume a homogeneous state equation of the form _ x…t† ˆ Ax…t† … J:1†

In Section 4.11 we used the state-transition matrix to perform a transformation taking x(t) from an initial time, t 0 = 0, to any time, t 0, as defined in Eq. (4.109). What if we wanted to take x(t) from a different initial time, t 0 6 ˆ 0, to any time t t 0 ; would Eq. (4.109) and the state-transition matrix change? To find out, we need to convert Eq. (4.109) into a form that shows t 0 6 ˆ 0 as the initial state rather than t 0 = 0 (Kuo, 1991). Using Eq. (4.109), we find x(t) at t 0 to be x…t 0 † ˆ Φ…t 0 †x…0† ‡

In this section we will discuss how to obtain the step response of systems represented in state space. We will begin by discussing how state equations can be used to program a digital computer and progress to a computer program that you can use to perform step-response simulations.

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