Control de vuelo de un cohete

Estado del Arte Design Of Missile Control System Using

Model Predictive Control(MPC); En este paper se logra disminuir el error usando modelos predictivos, fue desarrollado por la Universidad del Cairo.

Control de actitud de un cohete de sondeo atmosférico; en este paper muestran cuatro modelos; fue desarrollado por universidades peruanas

Modelo matemático de la plantaEn todo estudio sobre el control de distintos dispositivos es necesario saber a priori que forma tiene la planta a controlar, pues esta es una planta dinámica con parámetros que pueden cambiar en el tiempo. dos: el primero trata de la modelización de la dinámica de un cohete mono-propulsor y el segundo apartadocomenta la dinámica del sistema TVC(Trust vector control)

Ecuaciones del modelo del cohete son

Modelo Dinámico Simplificando y remplazando los

valores obtenidos por los investigadores en el segundo paper se tiene:

Linealización: Primer nivelEl primer nivel de linealización de las ecuaciones se consigue suponiendo los ángulos pequeños( menores a 20º) Por este motivo resulta posible linealizar las ecuaciones. Los resultados son:

Linealización: segundo nivel Estas ecuaciones se pueden usar para buscar un

controlador lineal pero estas ecuaciones aún molestan un poco porqué contienen términos no controlables. Es decir, la ecuación de momentos está formada por un término que depende del empuje y un segundo término que depende de la resistencia aerodinámica. Es por esto que la segunda aproximación de la ecuación de momentos es precisamente eliminar el término aerodinámico:

Linealización: tercer nivelExiste una tercera aproximación, la de usar parámetros constantes a lo largo del tiempo para obtener un controlador estático. Aunque esto no parezca una buena idea porque se carga mucha de la física del cohete, esta aproximación es de gran ayuda al empezar a diseñar u controlador.

MODELO DEL TVC (TOBERA)

Estrategias de control

Control PID La

sintonización se realizara usando el método Ziegler-Nichols

Los parámetros serán variables a lo largo del tiempo(se muestra una comparación)

En cuanto al control auto-sintonizado cabe comentar que realiza cambios en sus parámetros de forma automática según detecta cierta respuesta de la planta. La respuesta del controlador STR es de la forma:

SELF-TUNING REGULATOR (STR)

En el siguiente grafico se muestra la respuesta del sistema con perturbaciones, una perturbación periódica cuadrada de amplitud 0.2 rad/s y frecuencia 25Hz:

En la figura 12 puede observarse el comportamiento del cohete ante una perturbación constante de en su aceleración angular

Control de velocidad de giro

El otro movimiento a controlar es la velocidad de giro. En este caso la función de transferencia es un integrador y la ley de control usando el método de mínima graduación, es:

Es decir, los polinomios S y R son de primer grado. T es inexistente porque la consigna de velocidad de giro siempre es nula. Tras estudiar distintos valores para los parámetros del regulador, éste queda como:

COMPARACIÓN DE REGULADORES