Modelado y control de movimiento de un vehículo aéreo a escala impulsado por cuatro propelas.

Abstract

En recientes años se ha despertado el interés del público en general hacia el sistema denominado mini quadrotor o mini quadrirotor o mini quadri-helicóptero o vehículo aéreo a escala impulsado por cuatro propelas, principalmente a causa de su amplia gama de aplicaciones y disponibilidad como producto comercial. Su maniobrabilidad resulta simple para los operarios principiantes a pesar de la compleja dinámica involucrada, siendo esto posible gracias a las etapas de control encargadas de proveer comandos preprogramados que auxilian parcial o totalmente al sistema durante el vuelo del mismo. Si se omitieran tales etapas, entonces solo los operadores más experimentados podrían maniobrar el mini quadrotor satisfactoriamente. En aplicaciones donde se requiere un vuelo completamente autónomo o que no intervenga el operador, se verá incrementada la complejidad del análisis que concierne al diseño de la etapa control. En este sentido, la tesis presenta un estudio formal acerca del diseño de algoritmos cuya función es controlar el movimiento del mini quadrotor cuando este se desplaza de un punto a otro, o bien, para que este dé seguimiento a un trayecto deseado. Los algoritmos de control propuestos son de sencilla implementación, además de ser robustos ante la presencia de perturbaciones atribuidas al medio, al ruido en los sensores y a las limitantes prácticas de los sistemas de propulsión. Para validar la estabilidad de cada sistema diseñado, se emplean métodos analíticos y pruebas numéricas. En perspectiva, se propone una clase de etapas de control que resuelven un problema de enfoque genérico (control autónomo de movimiento), implicando entonces que los diseños aquí propuestos pudieran ser implementados sobre una diversidad de actuales y potenciales aplicaciones.