Diseño de estrategias de control basadas en observadores de estados para el seguimiento de trayectorias en vehículos aéreos no tripulados tipo quadricóptero

Abstract

[ES] El objetivo del proyecto es diseñar y validar mediante entornos de realidad virtual un algoritmo de control multivariable, centrado en el control de seguimiento de trayectorias de un quadricóptero en vuelo libre. Para ello se desarrolla el modelo dinámico no lineal que gobierna el movimiento de un quadrotor, posteriormente se presenta una estrategia de control basado en realimentación de estado y un control con observador sobre el modelo desarrollado. Para validar tanto el modelo dinámico como el sistema de control se hace uso de AirSim, un simulador de código libre de Microsoft que permite la comunicación con el lenguaje de programación de Python para realizar simulaciones en SITL. Los resultados mediante simulación corroboran el cumplimiento de las especificaciones estáticas y dinámicas de comportamiento establecidas.

[EN] The objective of the project is to design and validate by means of virtual reality environments a multivariable control algorithm for the tracking control of the trajectories of a quadcopter in free flight. For this, the dynamic non-linear model that governs the movement of a quadrotor is developed and later a control strategy based on state feedback and an observer control on the developed model are presented. To validate both the dynamic model and the control system, AirSim is used, a free source simulator from Microsoft that allows communication with the Python programming language to perform simulations in SITL. The results through simulation corroborate compliance with the established static and dynamic behavioral specifications.

[CA] L’objectiu del projecte és dissenyar i validar mitjançant entorns de realitat virtual un algoritme de control multivariable, centrat en el control de seguiment de trajectòries d’un quadricòpter en vol lliure. Per a això es desenvolupa el model dinàmic no lineal que governa el moviment d’un quadrotor, posteriorment es presenta una estratègia de control basat en realimentació d’estat i un control amb observador sobre el model desenvolupat. Per validar tant el model dinàmic com el sistema de control es fa ús d’AirSim, un simulador de codi lliure de Microsoft que permet la comunicació amb el llenguatge de programació de Python per a realitzar simulacions en SITL. Els resultats mitjançant simulació corroboren el compliment de les especificacions estàtiques i dinàmiques de comportament establertes.