Desarrollo integral de un QuadRotor: Diseño de un algoritmo de control para la posición x-y basado en señales GPS

Abstract

[ES] Los objetivos que se establecieron al inicio fueron cuatro. En primer lugar fue construir un quadrotor nuevo, desde cero. Este objetivo se daría por cumplido una vez se viera que la plataforma es capaz de mantener la estabilidad y rechazar perturbaciones durante el vuelo. El segundo objetivo será dotar a la plataforma de un sensor GPS que permita obtener medidas de posición (x-y) en exteriores. Conforme se fue ensayando el sensor GPS se vio que sería prácticamente imposible hacer ningún control con solo un sensor GPS ya que la posición daba demasiado error, y la señal presentaba un aspecto muy escalonado (como es normal en los GPS corrientes). Por ello, para mejorar la precisión fue necesario programar un ltro de Kalman extendido (Extended Kalman Filter, EKF) que combinase las medidas del GPS con las de la IMU. Esta técnica suele llamarse sistema GNSS/INS. El tercer objetivo se jó en desarrollar una estrategia de control que fuera capaz de controlar la posición del quadrotor de una forma lo más independientemente posible del resto de variables, y que le permitiese seguir trayectorias pre-programadas basadas en WayPoints. Para poder evaluar la respuesta se tuvo que diseñar un simulador en MatLab que incorporase el modelo del quadrotor y donde se pudiera programar la ley de control y ver la respuesta antes de implementarla en el propio quadrotor. El cuarto y último objetivo sería lograr que el quadrotor hiciera un vuelo autónomo al aire libre en el que ejecutara una trayectoria pre-programada una vez estuviera todo lo anterior implementado.