Diseño e Implementación de una Estrategia de Control Óptimo para Simulación de un Vehículo Aéreo No Tripulado

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Resumen

This paper presents the research work carried out on the implementation of a simulation of the dynamic behavior of a quadricopter, control and performance testing to it, and displayed in a virtual reality environment. The issue of UAVs is highly relevant today as they are very versatile devices making them useful in many applications is why this research is to know the operation from the physical point of view, for designs and implementations of drivers. For this case it is part of the physical modeling compiled some research on modeling cuadricópteros where models with a level of detail that allows mounting a real prototype is obtained, but not the scope of this paper. Later development environments to implement the physical model simulation and 3D CAD design model to receive data generated from the simulation for a very similar view regarding Real behavior are analyzed and the data obtained. Such tools are very useful in engineering projects in control, and thanks to it is possible to implement control strategies for this case emphasis is placed on possible control architectures that can be implemented and perform tests to check for performance improvements by using modern control methods faced with the classic control.

Descripción

Este documento presenta el trabajo de investigación realizada sobre la implementación de una simulación del comportamiento dinámico de un cuadricóptero, el control y las pruebas de rendimiento realizadas al mismo, y visualizadas en un entorno de realidad virtual. El tema de los vehículos aéreos no tripulados es de gran relevancia actualmente ya que son dispositivos muy versátiles lo que los hace útiles en gran cantidad de aplicaciones es por ello que con esta investigación se pretende conocer el funcionamiento desde el punto de vista físico, para realizar diseños e implementaciones de controladores. Para este caso se parte del modelamiento físico recopilado de algunas investigaciones sobre el modelamiento de cuadricópteros, donde se obtienen modelos con un grado de detalle que permite realizar el montaje de un prototipo real, aunque no es el alcance de este trabajo. Posteriormente se analizan los entornos de desarrollo para poder implementar el modelo físico en simulación y el diseño del modelo CAD 3D para que reciba los datos generados a partir de la simulación para obtener un comportamiento muy similar al Real en cuanto a visualización, y los datos obtenidos. Este tipo de herramientas son muy útiles en proyectos de ingeniería en control, ya que gracias a ello es posible implementar diversas estrategias de control, para este caso se hace un énfasis en las posibles arquitecturas de control que pueden ser implementadas y realizar las pruebas que permitan verificar si hay mejoras en el desempeño al utilizar los métodos de control moderno enfrentadas a los de control clásico.

Palabras clave

Vehículos Aéreos No Tripulados, Simulación Aeroespacial, Realidad Virtual, Control Óptimo

Citación