Control y guiado de un cuadricóptero basado en modelos lineales

Abstract

En este trabajo se presenta el desarrollo de un sistema de control de trayectoria para un cuadricóptero usando metodologías de diseño basadas en modelos lineales. Nuestro objetivo es contar con los subsistemas básicos para la puesta en marcha de un prototipo de la aeronave, disponer luego de un diseño de referencia a la hora de evaluar aproximaciones más sofisticadas y servir como estrategia de contingencia para la implementación de un esquema de detección, identificación y recuperación ante fallas (FDIR). Se plantea una arquitectura en cascada entre un bloque de control de posición y otro de actitud con separación en frecuencia, junto con los bloques de transformación correspondiente para la definición de referencias de actitud y comando de los actuadores. Se realiza un análisis de la respuesta aerodinámica de los rotores en un rango amplio de condiciones de operación. Existiendo términos evidentemente no-lineales en cualquier formulación matemática para este problema, se postulan diversas hipótesis simplificativas para obtener una aproximación lineal y así poder utilizar técnicas de síntesis para sistemas LTI. Finalmente la pertinencia de estas hipótesis es validada mediante simulación numérica con modelos independientes no lineales, y se consideran algunos puntos débiles del modelado adoptado.