Entorno de pruebas en tiempo real para validación de controladores y sistemas FDI robustos

Resumen

En este artículo se describe el diseño de un sistema de detección y aislamiento de fallos (FDI) aplicado a la dinámica lateral de un avión F-16. El sistema FDI se realiza mediante un generador de residuos robusto vía optimización multi-objetivo y algoritmos genéticos (MOO-GA). También se dan las especificaciones de un banco de pruebas de laboratorio donde realizar simulaciones “realistas” que validen los diseños. El filtro FDI es sensible a los sensores de los ángulos de balance y deslizamiento lateral y ha sido implementado con los modelos lineal y no-lineal del F-16. Se prueba por medio de un sistema de control de vuelo (FCS) que permite realizar giros coordinados de la aeronave y que se implementa por medio de un controlador LQG/LTR. Hemos obtenido un método de detección de fallos incipientes, con una respuesta temporal e indicadores de robustez satisfactorios. Los algoritmos genéticos se emplean para satisfacer las especificaciones de diseño de un sistema de control de vuelo (FCS) tolerante a fallos. Puesto que es difícil disponer de aeronaves para la validación de los diseños de FCS y FDI se necesita un entorno hardware-software de pruebas en tiempo real. Una vez desarrollados los algoritmos de control y de supervisión, se trata de obtener un entorno de simulación adecuado, a modo de banco de pruebas que emule el comportamiento real entrada/salida de los sistemas involucrados.