Control de desacoplamiento temperatura-presión de rechazo de perturbaciones activas de tiempo fijo para un sistema de...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Aeroespacial
• Teoría de los sistemas de control

Sus antecedentes:

• Los ensayos transitorios de motores de alto flujo presentan desafíos para los sistemas de simulación del entorno de admisión (IESS) debido al fuerte acoplamiento y las perturbaciones externas.
• La simulación efectiva requiere un control preciso de la dinámica del sistema.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y validar un nuevo esquema de control de compuestos para los IESS.
• Mejorar la precisión del seguimiento, la velocidad de convergencia y la robustez frente a las perturbaciones en los ensayos transitorios de motores de aeronaves.

Principales métodos:

• Se propone un esquema de control compuesto que combine el rechazo de perturbaciones activas a tiempo fijo y el desacoplamiento estático.
• El esquema integra un controlador de modo deslizante de tiempo fijo (FT-SMC) y un observador de estado extendido de tiempo fijo de súper torsión (ST-FT-ESO).
• La transformación de desacoplamiento separa la dinámica de presión y temperatura; el observador estima los estados y las perturbaciones.

Principales resultados:

• El sistema propuesto reduce significativamente el error integral absoluto (EIA) en un 71,9% para la presión y en un 77,9% para la temperatura.
• El error cuadrado medio (MSE) se reduce en un 46,0% (presión) y en un 41,3% (temperatura).
• El tiempo de asentamiento se ha mejorado de más de 5 segundos a menos de 2 segundos, validado mediante simulaciones de hardware-in-the-loop (HIL).

Conclusiones:

• El sistema de control compuesto ofrece una precisión de seguimiento superior y una convergencia más rápida en comparación con los métodos convencionales.
• El sistema demuestra una mayor robustez frente a las perturbaciones externas y el acoplamiento residual.
• El rendimiento validado en un PLC en tiempo real confirma su aplicabilidad práctica para los IESS.