Diseño, modelado y control del sistema de propulsión para un vehículo aéreo no tripulado basado en globo aerostático dirigible

Abstract

El presente Trabajo de Fin de Grado recoge el trabajo realizado sobre un globo dirigible de reducidas dimensiones disponible en el laboratorio del Grupo de Control Predictivo y Optimización Heurística, CPOH, del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática, DISA, de la Universidad Politécnica de Valencia. El objetivo global es el diseño del sistema de control completo que permita operar el vehículo de manera autónoma.

A tal efecto, primero se ha estudiado y aplicado un modelo matemático completo. A continuación, en base a los resultados de las estimaciones semi-empíricas de los efectos aerodinámicos, se ha diseñado el conjunto propulsivo junto con la electrónica necesaria para proporcionarle la capacidad de volar autónomamente una ruta preestablecida. Posteriormente, se ha diseñado un control de vuelo en dos fases basado en la teoría de realimentación de estados y la técnica LQR con la ayuda de Matlab Simulink y Wolfram Mathematica. Se ha incluido también un visualizador 3D en tiempo real. Finalmente, se ha validado el conjunto del trabajo mediante distintas simulaciones.