Control No Lineal Robusto de una Maqueta de Helicóptero con Rotores de Velocidad Variable

Abstract

[EN] This paper presents the design of a robust nonlinear controller for a scaled helicopter. This device features rotors with fixed angles of attack blades, and is controlled by changing the speed of the rotors using two direct drive engines. The resultant system is multivariable (2 inputs and 4 outputs), highly nonlinear and strongly coupled. The application presented in this paper includes the design of a robust controller that rejects persistent disturbances, which is based on feedback linearization and two external controllers. These controllers have PID structure and are designed using LQR regulators extending the state vector with the integral of the positions. The methodology has been verified by means of experimental results.

[ES] En este artículo se presenta el diseño de un controlador robusto no lineal para un helicóptero de laboratorio. El equipo se caracteriza por tener los ángulos de ataque de las hélices de los rotores fijos y se controla mediante el cambio de velocidad de los rotores a través de dos motores de accionamiento directo. El sistema resultante es multivariable (de 2 entradas y 4 salidas) altamente no lineal y fuertemente acoplado. La aplicación presentada en este artículo considera el diseño de un sistema de control robusto con rechazo de perturbaciones persistentes, basado en linealización por realimentación y dos controladores con estructura PID diseñados a partir de un controlador LQR con efecto integral añadido. La metodología ha sido satisfactoriamente verificada por medio de resultados experimentales.