Abstract

ALLENDE-PENA, Jacobo Marcos; RODRIGUEZ-PAREDES, Salvador Antonio  and  SALMERON-QUIROZ, Bernardino Benito. Sistema de control y filtrado de señales para un quadrotor; análisis, comparación e implementación mediante IMU de bajo costo y microcontrolador. Ing. invest. y tecnol. [online]. 2021, vol.22, n.2.  Epub July 30, 2021. ISSN 2594-0732.  https://doi.org/10.22201/fi.25940732e.2021.22.2.015.

Se presenta el desarrollo, análisis y comparación de modelos dinámicos, para implementar de forma simple un sistema de filtrado y de control para una aeronave tipo quadrotor mediante el uso de microcontrolador. Se aborda un modelo dinámico no lineal obtenido de las ecuaciones de Euler Lagrange, así como un modelo no lineal simplificado a partir del primer modelo y, a su vez, un modelo lineal. Posteriormente, haciendo uso de cada modelo, se diseñan controladores mediante la técnica de par calculado, luego se obtienen sus índices de desempeño mediante simulaciones numéricas aplicadas al modelo no lineal completo, con el fin de comparar su respuesta. Además, con los diversos modelos y mediante observadores y filtros de Kalman, se sintetizan propuestas de filtrado de señales para una Unidad de Medición Inercial (IMU) de bajo costo, también se comparan los resultados del filtrado mediante un índice de desempeño. Adicionalmente se compara en simulación el controlador propuesto con un controlador por lógica difusa. Por último se valida la selección del modelo, el controlador y filtrado mediante experimentación con un prototipo de quadrotor desarrollado por los autores, basado en una plataforma experimental de cuatro rotores, una estructura de fibra de vidrio, un microcontrolador y una IMU MPU 6050.

Keywords : Quadrotor; análisis de modelos; control par calculado; filtro de Kalman; observador de estado; IMU de bajo costo; implementación; microcontrolador.

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