I Simposio de Postgrado 2023. Ingeniería, ciencias e innovación

I SIMPOSIO 2023 MEJORAMIENTO DEL DESEMPEÑO DEL CONTROL LONGITUDINAL DE UNA AERONAVE MEDIANTE LA INCORPORACIÓN DE CONTROLADORES ADAPTIVOS DE ORDEN FRACCIONARIO Gustavo E. Ceballos Benavides 1,2* , Manuel A. Duarte-Mermoud 2,3 1Departamento de Ingeniería Eléctrica,Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile. 2AMTC, University of Chile. 3Facultad de Ingeniería y Arquitectura, Universidad Central de Chile. *Email: gceballos@ing.uchile.cl RESUMEN Este trabajo presenta la implementación del control adaptivo directo de orden fraccionario en el control longitudinal de aeronaves, el cual es un enfoque novedo- so en la literatura y cuyo objetivo es mostrar que se mejora el desempeño (menor valor de la función objetivo) de este tipo de controladores frente a los controladores adaptivos clásicos. Este controlador fue evaluado tanto en aeronaves civiles como de combate, obteniendo resultados comparativamente superiores en comparación con el control adaptivo de orden entero. El enfoque propuesto ofrece un esquema simple de control para sistemas de grado relativo igual a 2 como es el caso de la aeronave Cessna-182, evitando la complejidad de la implementación para grados relativos mayores a 2. Además, se demostró teóri- camente la estabilidad de este esquema mediante un nuevo lema de control fraccio- nario incluso válido para sistemas con grado relativomayor o igual a 2 y se simplificó un importante teorema. Es relevante destacar que esta es la primera implementación de control adapti- vo con leyes de ajuste fraccionarias y modelo de error de orden entero aplicado al control de aeronaves. Esto es significativo ya que la mayoría de los modelos de sistemas dinámicos son de orden entero. Los resultados teóricos y de simulación son fácilmente extensibles a la mayoría de los sistemas de control adaptivo, con la restricción de que el sistema tenga un grado relativo igual a 2. Los sistemas de grado relativo 3 o superior pueden aproximarse a un sistema de grado relativo 2 mediante técnicas de aproximación adecuadas. En resumen, este enfoque ofrece una nueva perspectiva en el control longitudinal de aeronaves, mostrando su efica- cia y aplicabilidad potencial en la industria aeroespacial con mejores prestaciones que el caso de control adaptivo clásico o de orden entero. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen el financiamiento de este tra- bajo a los proyectos CONI- CYT-Chile, bajo la modalidad de subvención FONDECYT 1190959 y FONDECYT 1210031 del Centro Avanzado de Ingeniería Eléctrica y Elec- trónica, AC3E, Proyecto Basal FB0008, ANID. REFERENCIAS [1] Gustavo E. Ceballos Benavides, Manuel A. Duarte-Mermoud, Marcos E. Orchard and Juan Carlos Travieso-Torres. “Pitch Angle Control of an Airplane Using Fractional Order Direct Model Reference Adaptive Controllers”. Journal of Fractal and Fractional MDPI, 2023. https://doi.org/10.3390/ fractalfract7040342. [2] Narendra, K.S., and Valavani, L.S. “Stable adaptive controller design-Direct control”. IEEEA Transactions on Automatic Control 23:570-583, Aug.1978.