Diseño e implementación de un controlador para la orientación de un QuadRotor

Título

Diseño e implementación de un controlador para la orientación de un QuadRotor

Colaborador

Lutenberg, Ariel

Editor

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería

Fecha

2012

Extensión

viii, 111 p.

Resumen

En este trabajo se presenta el desarrollo y validación experimental de un control para la orientación de un quadrotor. Primeramente se presenta un modelo matemático que describe la dinámica de la aeronave, considerando los aspectos constructivos y la dinámica de los actuadores. Para esto, se evalúa el uso de diferentes herramientas matemáticas para la descripción de la orientación de la aeronave, comparando sus ventajas y desventajas ante diversas situaciones de operación. Luego se prosigue por la identificación de los parámetros del quadrotor, realizando los ensayos correspondientes en diferentes bancos de prueba y analizando los resultados obtenidos. A continuación se procede a la síntesis de los controladores a utilizar, optando por sintetizar un control PID y un control LQR. Como parte de la estrategia de control, se proponen dos formas de estabilización de la aeronave, siendo una de ellas la rotación de trayectoria mínima y la otra proponiendo una estabilización con trayectoria libre. A continuación se simula el sistema en Matlab, se analizan los resultados y se obtienen conclusiones acerca del funcionamiento esperado en la implementación en el sistema real. Como paso final, se presentan y analizan los resultados obtenidos a partir de ensayos realizados sobre un quadrotor en un banco de pruebas. De este modo, en este trabajo se obtienen resultados interesantes respecto a: (a) el impacto de utilizar diferentes herramientas matemáticas para describir la orientación de la aeronave, (b) la implementación de diferentes técnicas de control y (c) la estabilización mediante diferentes trayectorias