Control robusto QFT para estabilización en cuadricóptero utilizando técnicas de prototipado rápido
DOI:
https://doi.org/10.33304/revinv.v11n1-2018001Palabras clave:
Cuadricóptero, Estabilidad robusta, IMU, Prototipado rápido, QFTResumen
Se presenta la implementación de un control robusto basado en la teoría de realimentación cuantitativa, por su sigla en inglés QFT, para un vehículo aéreo no tripulado, tipo cuadricóptero, equipado con sensores inerciales que determinan el ángulo Roll y Pitch. Se ilustra la metodología que sigue el diseño de este tipo de control, el cual se considera tiene la posibilidad de estabilizar una planta sin importar la presencia de incertidumbres que otorga el modelo matemático y las perturbaciones externas a partir de la cuantificación de especificaciones de desempeño. Se implementó el controlador utilizando técnicas de prototipado rápido, proceso que hace referencia a técnicas software y hardware requeridas para disminuir los tiempos de desarrollo y la puesta en marcha de sistemas de control, usando un alto nivel de abstracción en la programación. En el proceso de validación del controlador del cuadricóptero se dispuso de un entorno controlado, el cual se sometió a diversas pruebas obteniendo tiempos de asentamiento rápidos frente a perturbaciones externas manteniendo la estabilidad robusta del sistema.Descargas
Citas
Alcalá Baselga, E. (2014). Desarrollo e implementación de un cuadricóptero. Universidad Zaragoza. Retrieved from https://zaguan.unizar.es/record/14367?ln=es
Arango, J. D. M., & Torres, V. R. (2013). Diseño incluyente desde el proceso comunicativo usuario-dispositivos para divergencia funcional locomotriz. I+ D Revista de Investigaciones, 1(1), 53–59.
Barreto, M. L. T., & Molina, L. P. M. (2014). Macro tendencias en textrónica y objetos inteligentes. I+ D Revista de Investigaciones, 4(2), 88–103.
Biernson, G. A. (1988). Feedback System Design, Volume 1, Principles Of Feedback Control By George A. Biernson (Vol. 1). Wiley-Interscience.
Bolandi, H., Rezaei, M., Mohsenipour, R., Nemati, H., & Smailzadeh, S. M. (2013). Attitude Control of a Quadrotor with Optimized PID Controller. Intelligent Control and Automation, 4(3), 335–342. http://doi.org/10.4236/ica.2013.43039
Carmona Fernández, J. (2013). Diseño de un sistema de control para un cuadricóptero. Universidad Carlos III de Madrid.
Chait, Y., & Yaniv, O. (1993). Multi-input/single-output computer-aided control design using the quantitative feedback theory. International Journal of Robust and Nonlinear Control, 3(1), 47–54. http://doi.org/10.1002/rnc.4590030103
Chen, W., & Ballance, D. J. (1999). Plant Template Generation for Uncertain Plants in Quantitative Feedback Theory, 121(September 1999), 358–364.
D’Azzo, J. J., & Houpis, C. H. (2013). Linear Control System Analysis and Design with MATLAB®.
Garcia-Sanz, M. (2017). Robust control engineering: practical QFT solutions. Boca Raton: CRC Press.
Garcia-Sanz, M., Mauch, A., & Philippe, C. (2012). Appendix F QFT control toolbox ( QFTCT ) user ’ s guide.
Gaydou, D., Redolfi, J., & Henze, A. (2011). Filtro complementario para estimacion de actitud aplicado al controlador embebido de un cuatrirrotor. Retrieved from http://proyectos.ciii.frc.utn.edu.ar/cuadricoptero/export/9ed95816c90cc7d83e32fd2e13b032dc515c0d7a/documentacion/informe_final/paper_case.pdf
Gil-Martínez, M., & García-Sanz, M. (2003). Simultaneous meeting of robust control specifications in QFT. International Journal of Robust and Nonlinear Control, 13(7), 643–656.
Gil Martínez, M. (2008). Síntesis de Controladores robustos mediante el análisis de la compatibilidad de especificaciones e incertidumbre. Universidad de la Rioja.
Horowitz, I. (1959). Fundamental theory of automatic linear feedback control systems. IRE Transactions on Automatic Control, 4(3), 5–19. http://doi.org/10.1109/TAC.1959.1104893
Houpis, C. H., Rasmussen, S. J., & Garcia-Sanz, M. (2006). Quantitative feedback theory : fundamentals and applications. CRC Taylor & Francis. Retrieved from https://www.crcpress.com/Quantitative-Feedback-Theory-Fundamentals-and-Applications-Second-Edition/Houpis-Rasmussen-Garcia-Sanz/p/book/9780849333705
Jaramillo Gómez, F., & Gómez Yepes, A. (2013). Sistema de control para la estabilidad y orientación de un helicóptero quadrotor.
Muñoz Mansilla, R. (2007). Control Multivariable Mediante Técnicas QFT : Aplicaciones a Sistemas Navales.
Ortiz Padilla, V. G., & Pulla Arévalo, P. R. (2014). Diseño y construcción de un cuadricóptero a control remoto. Sangolquí - Ecuador.
Otero López, J. (2012). Diseño implementación y prueba de técnicas de control robusto aplicadas a la operación de un UAV ( Unmanned Air Vehicle ).
Pozo, D., Sotomayor, N., Rosero, J., & Morales, L. (2014). Medición de Ángulos de Inclinación por Medio de Fusión Sensorial Aplicando Filtro de Kalman. Revista EPN, 1(1). Retrieved from http://www.revistapolitecnica.epn.edu.ec/ojs2/index.php/revista_politecnica2/article/view/144/pdf
Rodríguez Molina, D. L., & Jiménez Rojas, S. E. (2015). Diseño e implementación de una estrategia de control óptimo para simulación de un vehículo aéreo no tripulado. Universidad Distrital “Francisco José De Caldas.” Retrieved from http://repository.udistrital.edu.co/bitstream/11349/4205/1/RodriguezMolinaDavidLeonardo2015.pdf
Vela Peña, R. (2013). Sistema de Detección de Movimientos Basado en Sensores Inerciales Integrados, 1–4.
