Análisis de estabilidad de un controlador de path-following físicamente implementable para un ASV

Abstract

El trabajo de fin de grado que se expone a continuación bajo el nombre Análisis de estabilidad de un controlador de path following físicamente implementable para un ASV trata de encontrar una estrategia de control adecuada y que cumpla con la condición de que sea físicamente implementable para lograr que el ASV (Autonomous Surface Vehicle) alcance el objetivo de seguir una trayectoria de referencia previamente impuesta a una velocidad deseada, para posteriormente realizar un análisis de los resultados mostrados en simulación y comprobar la estabilidad del controlador ante diferentes condiciones iniciales. El primer paso y el más importante en este documento es comprender qué es, cómo funciona y de qué está constituido un ASV, y entender la importancia que ha ido adquiriendo el estudio de este tipo de vehículos a lo largo de los últimos años. Una vez se ha definido y entendido con claridad este concepto, se procede a diferenciar el ASV que este trabajo va a considerar, frente al resto de vehículos de este tipo que existen, a explicar las características y funcionalidades que ofrece, y en qué se ha basado el autor para escogerlo. Posteriormente se explica la motivación y la contribución general de este trabajo de fin de grado frente a los demás artículos que tratan la misma problemática. A lo largo de este punto se define el tipo de estrategia de control y la estructura que se va a tratar de implementar y el porqué de esta elección. Además, se explica el problema existente a la hora de escoger un controlador físicamente implementable ya que en la actualidad en la mayoría de los artículos científicos o trabajos en los que proporcionan estrategias de control para un ASV no se ajustan a las condiciones de la vida real sin antes realizar modificaciones o adaptaciones. Luego, una vez ya se ha definido el modelo del ASV objeto de estudio y se conoce de forma clara la estructura del controlador que se va a implementar, se plantean varias configuraciones de la estrategia de control seleccionada con distintas condiciones iniciales para el sistema, que serán más o menos restrictivas dependiendo de las características de cada configuración. Estas configuraciones se escogerán partiendo desde el caso menos cercano a la realidad, hasta el caso que más se aproxima a las condiciones y al escenario que se encontraría en una situación realista. Finalmente, se proporcionan los resultados de las simulaciones para cada configuración del controlador, y se realiza un análisis de estabilidad del sistema bajo la acción de estas. Estos resultados se comparan entre sí para determinar qué configuración proporciona los mejores resultados, y para comprobar el efecto de las características de cada configuración sobre la estabilidad del sistema.