Diseño de un sistema de control de cabeceo y alabeo de un vehículo aéreo no tripulado (uav)

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dc.contributor.advisorAcevedo, Alfredo Rafael
dc.contributor.advisorRamon Suarez, Jorge Hernando
dc.contributor.authorJauregui Uribe, Alejandra Lucia
dc.contributor.authorVianchada Estevez, Carlos Alberto
dc.date.accessioned2024-03-03T18:05:01Z
dc.date.available2010
dc.date.available2024-03-03T18:05:01Z
dc.date.created2010
dc.date.issued2010
dc.description.abstractEl Quadrotor se ha convertido en una popular plataforma para la investigación en vehículos aéreos no tripulados. Las razones son muchas; la simplicidad de su mantenimiento, su sencillo control por medio de la variación de la velocidad de cada rotor, y su capacidad de despegue y aterrizaje vertical son características deseables para una gran variedad de aplicaciones. Este trabajo presenta el proceso completo de desarrollo de un sistema de control de actitud en términos los ángulos de alabeo y cabeceo para asegurar la estabilidad de la plataforma, condición indispensable para todas las aplicaciones del Quadrotor. Tras hacer una breve revisión del estado del arte, se presentan en el Capítulo 2 los conceptos básicos necesarios para obtener el modelo dinámico completo de la plataforma y algunas consideraciones para conseguir el modelo de la planta a controlar. El proceso de modelado se apoya en los conceptos de matrices de rotación, y la ecuación de Coriolis. El Capítulo 3 describe el sistema, las variables asociadas a cada uno de los movimiento del Quadrotor, y los sensores inerciales que utiliza para hacer la realimentación del sistema de control. Una sustentación de las razones por la que se escogen los sensores con los que se trabajó se presenta en el Capítulo 4, así como una caracterización de los mismos, en cumplimiento a lo especificado en uno de los objetivos específicos del proyecto. Las técnicas de diseño de lugar de las raíces se utilizaron para desarrollar la estrategia de control que se describe en el Capítulo 5. Los elementos del Hardware se especifican en el Capítulo 6 y aquí mismo se presenta el algoritmo programado en un microcontrolador de 32 bits para la operación del controlador y la manipulación de los actuadores. Los resultados, conclusiones y recomendaciones para trabajos futuros se presentan en el Capítulo 7.
dc.description.abstractenglishThe Quadrotor has emerged as a popular platform for unmanned aerial vehicle (UAV) research. This happens for a lot of reasons. The simplicity of its construction and maintenance, its ability to hover, and its vertical take off and landing (VTOL) capability, are some of the desired characteristics for a wide range of applications. This work presents the complete development process of a control system for the attitude, in terms of roll and pitch angles to guarantee the platform stability , a critical condition for every Quadrotor application. After introducing a brief state of the art review, Chapter 2 presents the basic concepts required to obtain the platform's complete dynamic model and some considerations and assumptions to obtain the plant to be controlled . The model ling process relies on standard helicopter theories, the rotation matrices concept and the Coriolis Equation. Chapter 3 describes the system, the relationship between some variables and the aircraft movements, and the inertial sensors used for the control system feedback. In order to fulfill one of the specific objectives of this project, the sensors selection and their layout in the structure is argued in Chapter 4 along with its operation description and evaluation. A classical approach (PID) assuming a simplified Dynamics and Root Locus design techniques Are applied to develop the control strategy described in Chapter 5. The Hardware specifications are given in Chapter 6 along with the algorithm that was programmed in a 32- bits Microcontroller to allow the actuators manipulation and controller operation. Results, conclusions and recommendations for future developments are presented in chapter 7.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Electrónico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/23338
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Electrónica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectUAV
dc.subjectQuadrotor
dc.subjectMarcos de Referencia
dc.subjectMatrices de Rotación
dc.subjectÁngulos de Euler
dc.subjectMEMS
dc.subjectControl PID.
dc.subject.keywordUAV
dc.subject.keywordQuadrotor
dc.subject.keywordReference Frames
dc.subject.keywordRotation Matrices
dc.subject.keywordEuler Angles
dc.subject.keywordMEMS
dc.subject.keywordPID Control.
dc.titleDiseño de un sistema de control de cabeceo y alabeo de un vehículo aéreo no tripulado (uav)
dc.title.englishDesign of a control system for the pitch an roll angles of an unmanned aerialvehicle
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Ingeniería Electrónica