Modelado y control de un hexarotor

Abstract

RESUMEN: El presente desarrollo de tesis muestra la investigación y desarrollo tanto numérico como simulado de la obtención del modelo en espacio de estados para un hexarotor modelo DJI 2312 de construcción propia a través del Lagrangiano y el Método de Newton Euler aplicados a la dinámica traslacional y rotacional del aeronave y a las combinaciones de actuadores presentes en cada uno de los movimientos básicos del dron. En el capítulo uno, se muestra el estado del arte sobre la teoría de los vehículos aéreos no tripulados (UAV), su evolución e importancia en varias áreas de desempeño de los mismos, así como las características de construcción y desempeño del dron bajo estudio con la finalidad de ampliar el panorama de aplicación de este tipo de vehículo aéreo del cual no se existe una gran cantidad de investigaciones como las existentes para el caso del quadrotor. En el segundo capítulo se analiza cada uno de los movimientos traslacionales y rotacionales del dron alrededor de sus seis grados de libertad con la finalidad de obtener las ecuaciones de movimiento y las entradas de control del sistema con la finalidad de trasladar dichas ecuaciones al espacio de estados para su manipulación. El capítulo tercero muestra cómo se traducen las ecuaciones obtenidas en el segundo capítulo a la forma de espacio de estados y se desarrolla la simulación en el programa de computación Matlab con la finalidad de probar la fiabilidad del modelo en comparación con la bibliografía existente en la actualidad. El cuarto capítulo se pretende incluir la aplicación del control lineal y posteriormente el control difuso sobre el modelo en espacio de estados. Este capítulo se encuentra en desarrollo. En el capítulo cinco se mostrarán y se analizarán los resultados obtenidos tras la aplicación de los sistemas de control del capítulo cuarto de la presente tesis.

ABSTRACT: The present thesis shows the numerical and simulated research and development of the state space model for a self-constructed DJI 2312 hexarotor through the Lagrangian and the Newton Euler Method applied to the translational and rotational dynamics of the Aircraft and the combinations of actuators present in each of the basic movements of the dron. In chapter one, the state of the art on unmanned aerial vehicle theory (UAV) is shown, its evolution and importance in several areas of performance of the same, as well as the construction and performance characteristics of the dron under study with the purpose of broadening the scope of application of this type of air vehicle of which there is not a great amount of investigations like the existent ones for the case of the quadrotor. In the second chapter we analyze each of the translational and rotational movements of the dron around its six degrees of freedom in order to obtain the equations of motion and the control inputs of the system in order to transfer these equations to the space of states for manipulation. The third chapter shows how the equations obtained in the second chapter are translated to the form of state space and the simulation is developed in the Matlab computer program in order to test the reliability of the model in comparison with the existing bibliography. The fourth chapter is intended to include the application of linear control and then fuzzy control over the state space model. This chapter is under development. In chapter five the results obtained after the application of the control systems of the fourth chapter of the present thesis will be shown and analyzed.