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Previous issue date: 2013-11-29 / Fundação Parque Tecnológico Itaipu / In critical systems such as airplanes, space ships, underwater vehicles, nuclear power plants, among others, failures and faults can bring catastrophic consequences. Therefore, it is required to take into account possibilities of degradation in the performance of its components. This work presents a fault-tolerant control for the propulsion system of the BA-1, an Autonomous Underwater Vehicle (AUV), by using a Fuzzy Allocation Control. This methodology takes advantage of thrusters redundancy, common in autonomous vehicles, to relocate the available thrusters forces in failure situations. That is, it performs an on line reconfiguration of the thrusterforce allocation matrix in the pseudo inverse method. This approach was tested for all the possible cases of horizontal failure of the BA-1 vehicle by means of numerical simulations.Two cases were studied for each failure situation over a linear trajectory in the x axis; the first one studies the case where failures occurs when the vehicle starts its trajectory; and the second one studies the case where the vehicle suffers failures while travelling in its maximum speed.The studies show that the vehicle has an acceptable behavior on most situations, except when it suffers failures of two thrusters which are parallel to the x axis when travelling at maximum speed. However that problem could be solved if the reference trajectory is modified after the failure occurs. In all, the control system developed presents quick responses and an acceptable degradation of performance. / Em sistemas críticos como aeronaves, naves espaciais, veículos subaquáticos, usinas nucleares entre outros, as consequências da falha ou falta de um componente pode ser catastrófica.
Portanto, considerar a possibilidade de desempenho degradado por causa de falhas ou faltas em algum dos componentes é um requisito inerente desses sistemas. Este trabalho apresenta um
controle tolerante a faltas do sistema de propulsão de um Veículo Autônomo Subaquático, denominado BA-1, utilizando um controle de alocação nebuloso. Esta metodologia aproveita as
vantagens da redundância dos propulsores, comum em veículos autônomos, para realocar as forças de propulsão em situações de falta. Assim, este controle realiza uma reconfiguração on
line da matriz de alocação de forças dos propulsores utilizada no método da pseudo inversa. Esta proposta foi testada para todos os possíveis casos de falta horizontal do BA-1 mediante
simulações numéricas. Foram utilizados dois estudos de casos para uma trajetória reta no o eixo x; o primeiro quando o veículo inicia a sua trajetória com falta nos propulsores, e o se-
gundo quando o veículo sofre faltas nos propulsores na sua velocidade máxima de navegação. Os resultados obtidos mostram que o veículo tem um comportamento aceitável em todas as situações excetuando quando o veículo sofre de falta dos propulsores paralelos ao eixo x na sua máxima velocidade, porém poderia ser solucionado modificando a trajetória desejada na ocorrência dessa falta. Contudo o modelo desenvolvido apresenta rapidez nas respostas e desempenho degradado aceitável.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.unioeste.br:tede/1070 |
| Date | 29 November 2013 |
| Creators | Cardozo, Daisy Isabel Kang |
| Contributors | Santos, Carlos Henrique Farias dos, Pieri, Edson Roberto de, Reginatto, Romeu, Nascimento Junior, Cairo Lucio |
| Publisher | Universidade Estadual do Oeste do Parana, Foz do Iguaçu, 8774263440366006536, 500, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas Dinâmicos e Energéticos, UNIOESTE, BR, Centro de Engenharia e Ciências Exatas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE, instname:Universidade Estadual do Oeste do Paraná, instacron:UNIOESTE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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