Diseño y evaluación de un sistema de control PID y un sistema de control difuso de un cuadricoptero en módulos experimentales

Abstract

En esta tesis se propone el desarrollo de distintos sistemas de control PID como FUZZY para el funcionamiento de un cuadricoptero, y evaluar dichos sistemas desarrollados en la plataforma real mediante el uso de módulos experimentales. Un cuadricoptero es un helicóptero con cuatro rotores, lo cual permite tener una mayor estabilidad que un helicóptero normal. El cuadricoptero posee seis grados de libertad, tres que determina su posición: desplazamiento en el X, desplazamiento en el Y y desplazamiento en el Z; y otros tres que determinan en la orientación del cuerpo: Roll, Pitch y Yaw. Al desarrollar el módulo matemático nos damos cuenta que es un sistema MIMO, en cual sus principales variables de entrada son: Z, Roll, Pitch y Yaw, dando a entender que nos encontramos frente a un sistema de control en cascada. Los sistemas desarrollados deben ser capaz de estabilizarse en los siguientes movimientos: la elevación vertical y movimientos angulares. Para la evaluación se desarrolló una plataforma GUIDE para una mayor interacción con la persona, en dicha plataforma se establecieron trenes de pulsos, los cuales están en una base de datos y de ser necesario se pueden agregar otras nuevas. Para una mayor seguridad en las pruebas de experimentación, se implementó el uso de dos módulos para las distintas entradas que posee el equipo. Se implementó un módulo HOVER para el desplazamiento en Z y el módulo STABILITY para los movimientos angulares ROLL, PITCH y YAW. Finalmente se comparará el desempeño utilizando los diferentes tipos de control, encontrando que cual sistema es el más estable y se acerca más a los set points deseados.