dc.contributor.advisor | Roa Prada, Sebastián | spa |
dc.contributor.advisor | González Acevedo, Hernando | spa |
dc.contributor.author | Aldana Afanador, Andrés Felipe | spa |
dc.contributor.author | Esteban Villegas, Helio Sneyder | spa |
dc.date.accessioned | 2020-06-26T19:45:25Z | |
dc.date.available | 2020-06-26T19:45:25Z | |
dc.date.issued | 2018 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/20.500.12749/1611 | |
dc.description.abstract | Los vehículos remotamente operados, ROVs, son dispositivos de gran utilidad que pueden brindar una ayuda importante a los humanos en el desarrollo de exploración en aguas profundas y tareas subacuáticas. Estos vehículos no tripulados requieren la intervención humana para la realización de sus trabajos subacuáticos y tiene la habilidad de cargar múltiples instrumentos, sensores y actuadores de acuerdo con la aplicación. Este proyecto propone el desarrollo de un sistema de control de un ROV que se llevará a cabo en cuatro etapas principales, iniciando por el modelamiento del ROV, donde se obtendrán las ecuaciones diferenciales que rigen el sistema, se desarrollará un análisis por elementos finitos para la obtención de algunos parámetros de hidrodinámica, se obtendrá la representación del sistema por medio de un modelo lineal en espacio de estados, y por último, se realizará el diseño de dos sistemas de control avanzado, que se seleccionarán con base en una búsqueda bibliográfica que permita determinar las estrategias más adecuadas para el sistema. Como resultado final se implementarán los controladores en un ROV subacuático comercial y se realizará la respectiva evaluación de desempeño de los mismos con pruebas reales. | spa |
dc.description.tableofcontents | 1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 14
2. OBJETIVOS ................................................................................................... 17
2.1 OBJETIVO GENERAL ............................................................................. 17
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................... 17
3 JUSTIFICACIÓN ............................................................................................ 18
4. ANTECEDENTES .......................................................................................... 21
5. ESTADO DEL ARTE ...................................................................................... 22
5.1. MODELADO ............................................................................................. 22
5.2. DISEÑO DE ROV Y SIMULACIÓN CFD .................................................. 24
5.3. DISEÑO DE CONTROLADORES ............................................................ 25
5.4 MODELO DE CORDÓN UMBILICAL....................................................... 27
6. MARCO TEÓRICO ......................................................................................... 29
6.1. COMPONENTES FÍSICOS DE UN ROV .................................................. 29
6.1.1. SISTEMA DE PROPULSIÓN ............................................................. 29
6.1.2. SENSORES ....................................................................................... 32
6.1.3. SISTEMA DE ILUMINACIÓN............................................................. 37
6.2. CLASIFICACIONES DE UN ROV ............................................................ 39
6.2.1. SEGÚN SU ALIMENTACIÓN ............................................................ 40
6.2.2. SEGÚN SU USO ................................................................................ 41
6.3. OPENROV ................................................................................................ 46
6.3.1. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS ..................................................... 46
6.3.2. APLICACIONES ACTUALES ............................................................ 47
6.4. DINÁMICA DE FLUIDOS COMPUTACIONAL ........................................ 48
6.4.1. MODELOS DE TURBULENCIA ........................................................ 49
6.4.2. MODELOS RANS .............................................................................. 50
6.4.3. ENMALLADO .................................................................................... 52
6.5. ANÁLISIS MATEMÁTICO DE UN ROV ................................................... 54
6.5.1. FLOTABILIDAD ................................................................................. 54
6.5.2. ESTABILIDAD ................................................................................... 55
6.5.3. CINÉTICA DE UN ROV ..................................................................... 57
6.6. CONTROL DE UN ROV ........................................................................... 59
6.6.1. CONTROLADOR DE MODO DESLIZANTE ..................................... 60
6.6.2. CONTROLADOR LINEAL CUADRÁTICO ........................................ 62
7. METODOLOGÍA ............................................................................................. 65
7.1. PLAN DE PRUEBAS................................................................................ 65
7.1.1. PRUEBAS PARA VALIDACIÓN DE MODELO ................................. 66
7.1.2. PRUEBAS PARA VALIDACIÓN DE CONTROLADORES ............... 67
8. RESULTADOS ESPERADOS ........................................................................ 68
9. CRONOGRAMA ............................................................................................. 69
10. PRESUPUESTO .......................................................................................... 71
11. ENSAMBLE DEL PROTOTIPO ................................................................... 72
12. SIMULACIONES CFD ................................................................................. 77
12.1. SIMPLIFICACIÓN DE LA GEOMETRIA ............................................... 77
12.2. DEFINICIÓN DEL DOMINIO Y CONDICIONES DE FRONTERA ......... 79
12.3. ENMALLADO DEL DOMINIO Y COMPUTO ........................................ 82
12.4. POST PROCESAMIENTO .................................................................... 87
13. MODELADO DEL ROV ............................................................................... 94
13.1 FUERZAS EXTERNAS ......................................................................... 95
13.2 FUERZA DEL CORDÓN UMBILICAL ................................................ 101
13.3 MODELO DE LOS ACTUADORES .................................................... 109
13.4 TEORÍA DE MANIOBRABILIDAD ...................................................... 114
14. CONTROL DEL ROV ................................................................................ 116
15. RESULTADOS .......................................................................................... 123
16. CONCLUSIONES ...................................................................................... 128
16.1 CONCLUSIONES SOBRE EL ENSAMBLAJE ........................................ 128
16.2 CONCLUSIONES SOBRE EL DESARROLLO DE LAS SIMULACIONES CFD .................................................................................................................. 128
16.3 CONCLUSIONES SOBRE EL MODELO ................................................. 129
16.4 CONCLUSIONES SOBRE EL CONTROL ............................................... 130
17. BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................... 131 | spa |
dc.format.mimetype | application/pdf | spa |
dc.language.iso | spa | spa |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/ | * |
dc.title | Diseño y validación de un sistema de control de velocidad para un vehículo subacuático remotamente operado | spa |
dc.title.translated | Design and validation of a speed control system for a remotely operated underwater vehicle | eng |
dc.degree.name | Ingeniero Mecatrónico | spa |
dc.coverage | Bucaramanga (Colombia) | spa |
dc.publisher.grantor | Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB | spa |
dc.rights.local | Abierto (Texto Completo) | spa |
dc.publisher.faculty | Facultad Ingeniería | spa |
dc.publisher.program | Pregrado Ingeniería Mecatrónica | spa |
dc.description.degreelevel | Pregrado | spa |
dc.type.driver | info:eu-repo/semantics/bachelorThesis | |
dc.type.local | Trabajo de Grado | spa |
dc.type.coar | http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f | |
dc.subject.keywords | Mechatronics | eng |
dc.subject.keywords | Electronic control | eng |
dc.subject.keywords | Underwater vehicles | eng |
dc.subject.keywords | Mechatronic Engineering | eng |
dc.subject.keywords | Investigations | eng |
dc.subject.keywords | New technologies | eng |
dc.subject.keywords | Remote control | eng |
dc.subject.keywords | Underwater works | eng |
dc.subject.keywords | Autopilots | eng |
dc.subject.keywords | PID controllers | eng |
dc.identifier.instname | instname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB | spa |
dc.identifier.reponame | reponame:Repositorio Institucional UNAB | spa |
dc.type.hasversion | info:eu-repo/semantics/acceptedVersion | |
dc.rights.accessrights | info:eu-repo/semantics/openAccess | spa |
dc.rights.accessrights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | spa |
dc.relation.references | Aldana Afanador, Andrés Felipe, Esteban Villegas, Helio Sneyder (2018). Diseño y validación de un sistema de control de velocidad para un vehículo subacuático remotamente operado. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB | spa |
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dc.contributor.cvlac | González Acevedo, Hernando [0000544655] | * |
dc.contributor.cvlac | Roa Prada, Sebastián [0000295523] | spa |
dc.contributor.googlescholar | González Acevedo, Hernando [V8tga0cAAAAJ] | * |
dc.contributor.googlescholar | Roa Prada, Sebastián [xXcp5HcAAAAJ] | spa |
dc.contributor.orcid | González Acevedo, Hernando [0000-0001-6242-3939] | * |
dc.contributor.orcid | Roa Prada, Sebastián [0000-0002-1079-9798] | spa |
dc.contributor.scopus | González Acevedo, Hernando [55821231500] | * |
dc.contributor.scopus | Roa Prada, Sebastián [24333336800] | spa |
dc.contributor.researchgate | González Acevedo, Hernando [Hernando_Gonzalez3] | * |
dc.contributor.researchgate | Roa Prada, Sebastián [Sebastian_Roa-Prada] | spa |
dc.subject.lemb | Mecatrónica | spa |
dc.subject.lemb | Control electrónico | spa |
dc.subject.lemb | Vehículos subacuáticos | spa |
dc.subject.lemb | Ingeniería mecatrónica | spa |
dc.subject.lemb | Investigaciones | spa |
dc.subject.lemb | Nuevas tecnologías | spa |
dc.subject.lemb | Control remoto | spa |
dc.description.abstractenglish | Los vehículos remotamente operados, ROVs, son dispositivos de gran utilidad que pueden brindar una ayuda importante a los humanos en el desarrollo de exploración en aguas profundas y tareas subacuáticas. Estos vehículos no tripulados requieren la intervención humana para la realización de sus trabajos subacuáticos y tiene la habilidad de cargar múltiples instrumentos, sensores y actuadores de acuerdo con la aplicación. Este proyecto propone el desarrollo de un sistema de control de un ROV que se llevará a cabo en cuatro etapas principales, iniciando por el modelamiento del ROV, donde se obtendrán las ecuaciones diferenciales que rigen el sistema, se desarrollará un análisis por elementos finitos para la obtención de algunos parámetros de hidrodinámica, se obtendrá la representación del sistema por medio de un modelo lineal en espacio de estados, y por último, se realizará el diseño de dos sistemas de control avanzado, que se seleccionarán con base en una búsqueda bibliográfica que permita determinar las estrategias más adecuadas para el sistema. Como resultado final se implementarán los controladores en un ROV subacuático comercial y se realizará la respectiva evaluación de desempeño de los mismos con pruebas reales. | eng |
dc.subject.proposal | Trabajos subacuáticos | spa |
dc.subject.proposal | Pilotos automáticos | spa |
dc.subject.proposal | Controladores PID | spa |
dc.type.redcol | http://purl.org/redcol/resource_type/TP | |
dc.rights.creativecommons | Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia | * |
dc.coverage.campus | UNAB Campus Bucaramanga | spa |
dc.description.learningmodality | Modalidad Presencial | spa |