Control Libre de Modelo basado en Modos Deslizantes Integrales para Robots Submarinos Subactuados1

ResumenSe propone la combinación de una ley de control libre de modelo dinámico, en conjunto con una ley de guiado cinemático, para el seguimiento de trayectorias actuadas de un vehículo robo‘tico submarino subactuado. El sistema en lazo cerrado da lugar a modos deslizantes integrales, libres de castañeo, que garantizan la estabilidad exponencial local del seguimiento de las coordenadas actuadas con dinámica interna estable, bajo condiciones fáciles de encontrar en la práctica. La metodología del diseño se basa en una manipulación cuidadosa del modelo cuasilagrangiano de vehículos submarinos y de una ley de control que es independiente del modelo y sus parámetros, asumiendo acceso total del estado. Simulaciones comparativas considerando el PID convencional ilustran la factibilidad del control en las condiciones establecidas ante incertidumbres paramétricas y del modelo.

A combination of a model-free control law at the dynamic level and a guidance law at the kinematic level is proposed for the tracking of an underactuated underwater robot vehicle. The closed-loop system gives rise to chattering-free integral sliding modes for local exponential tracking of actuated coordinates, while ensuring a global stable internal dynamics under certain conditions easy to meet in practice. The design methodology relies on a careful manipulation of the quasi-lagrangian model of the underwater vehicle with a control law that is independent of dynamic model and its parameters assuming full access to the state. Comparative simulations versus a PID show the feasibility and robust behavior under parametric and model uncertainties.