Las embarcaciones pequeñas no tripuladas tienen características como tamaño de plataforma pequeño, propiedades inerciales e hidrodinámicas evidentes, y actuadores limitados, lo que provoca problemas como deslizamiento lateral, sobreimpulso y fluctuaciones frecuentes en las señales de control del propulsor durante el seguimiento de trayectorias curvas. Los métodos tradicionales de guía por línea de vista (LOS) y control por retroalimentación son simples y fáciles de implementar, pero generalmente es difícil considerar explícitamente las restricciones del sistema y las tendencias futuras de movimiento en el proceso de resolución del control, lo que limita la precisión del control y la estabilidad operacional en tareas complejas de seguimiento de trayectorias. Para abordar estos problemas, se propone un método de seguimiento de trayectoria basado en control predictivo por modelo con restricciones para una embarcación no tripulada pequeña con propulsión trasera doble, completando la construcción de la plataforma, modelado dinámico, identificación de parámetros, diseño del controlador y validación experimental en campo. Se utiliza una plataforma experimental construida con fibra de vidrio y resina insaturada, y un sistema de conducción automática de dos niveles compuesto por un computador de tareas superior y un controlador embebido inferior; se establece un modelo dinámico plano de tres grados de libertad combinando las características de accionamiento diferencial del doble propulsor, y se identifican los parámetros del sistema mediante pruebas de empuje estático y datos de navegación remota; dentro del horizonte predictivo se generan secuencias de rumbo y velocidad de referencia, incorporando restricciones de estado, de empuje y de incremento de empuje en el problema de optimización del control predictivo por modelo para realizar la optimización en línea y rodante del empuje de los propulsores izquierdo y derecho. Los resultados de simulación numérica y experimentales en campo muestran que el método propuesto mejora eficazmente el rendimiento del seguimiento de trayectorias curvas en embarcaciones pequeñas no tripuladas. En un experimento de seguimiento de trayectoria de doble curva en nudo, el error cuadrático medio de posicionamiento con el método de control predictivo modelo fue de 0.399 m, mientras que con el método LOS-PID tradicional fue de 0.851 m, con una reducción del error aproximada del 53.1% y mejora de la precisión en seguimiento de aproximadamente 2.1 veces; además, este método reduce las variaciones bruscas en la entrada del control del propulsor, mejorando la estabilidad en la navegación. Los resultados validan la efectividad y el potencial de aplicación ingeniería del control predictivo por modelo con restricciones en la tarea de seguimiento de trayectoria en embarcaciones pequeñas no tripuladas con propulsión trasera doble.

embarcación pequeña no tripulada; doble propulsión trasera; control predictivo por modelo; seguimiento de trayectoria; identificación del sistema; experimentos en campo