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Modelado, simulación, construcción y control de un Quadcopter
de la Cal Mendoza, Gabriel
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria de Sistemes, Automàtica i Informàtica Industrial; Angulo Bahón, Cecilio; Velasco García, Manel
En el presente proyecto se ha tenido como meta el control de un Quadcopter. Para tal propósito se ha linealizado el modelo no lineal obtenido y controlado mediante un Regulador Lineal Cuadrático (LQR). El contenido de este trabajo está organizado en 9 capítulos y 4 anexos. En el capítulo 1 se presentan los motivos por los que se ha elegido este tema y requerimientos previos para no tener insalvables dificultades. En el capítulo 2, como Introducción, se hace un estudio del arte, con breves pinceladas del basto campo que hoy en día se encuentra sobre este tema. Además se describen los objetivos de este proyecto. Éstos no son más que el resolver todo problema que haya surgido durante esta aventura. Se obtiene el modelo a partir de los parámetros característicos del sistema físico en el capítulo 3. En linealizar el sistema en el punto de equilibrio se llega a la conclusión de que las variables que lo forman se desacoplan y se comportan como un conjunto de dobles integradores. Ésto permite que la ley de control sea sencilla y justifica el que se hayan usado controladores PID tan asiduamente. También se presenta el modelo implementado en Simulink, con el que se probará el control obtenido posteriormente para verificar su eficiencia. El capítulo anterior permite que en el 4 se obtengan las acciones de control u = −k·X por medio de un regulador LQR (Linear Quadratic Regulator) y así atacar al sistema. En el capítulo 6 se describen tanto los componentes que se utilizan como el proceso de montaje paso a paso. Se justifica la elección de cada elemento tomando como criterio tanto las características de los otros elementos que lo componen como el dimensionado mismo del Quadcopter. En los capítulos 7, 8 y 9 se tiene un análisis económico, un estudio de impacto ambiental y las conclusiones respectivamente. En el primero se desglosan los costes materiales y se valoran las horas invertidas. Sobre el impacto ambiental se describen brevemente los principales efectos en el medio ambiente de los componentes que se utilizan y en el último capítulo se relata con qué se queda uno en limpio tras acabar esta empresa y sobre la continuad del proyecto. En el Anexo A se muestra mediante códigos Matlab de dónde se ha extraído el vector de fuerzas del modelo y se obtienen las constantes K de la realimentación. En el Anexo B se detalla el proceso de grabado y posteriores modificaciones realizadas a la Raspberry Pi según se ha requerido. En el Anexo C se describe el filtro de Kalman y cómo se ha implementado. En el Anexo D se describe cómo se han encontrado los parámetros que representan al sistema físico que se tiene. Para ello se han caracterizado los motores, además de la masa, inercias y distancias características propias del aparato.
Àrees temàtiques de la UPC::Aeronàutica i espai::Aeronaus::Helicòpters
Helicopters
Helicòpters
info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
Universitat Politècnica de Catalunya
         

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