pid cuadrotor

3er Congreso Internacional de Ingeniería Mecatrónica – UNAB

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Control PID de altura de un Quadrotor
Sergio Andrés Beltrán Mendoza
Sbeltran3@unab.edu.co
Ingeniería Mecatrónica – UNAB
Bucaramanga, Colombia

Omar Lengerke, Hernán González Acuña
olengerke@unab.edu.co, hgonzalez3@unab.edu.co
Laboratorio de Diseño Mecatrónica y Robótica
UNAB / Colombia

Resumen— El presente artículo,presenta el desarrollo de la
identificación con el método de caja negra y el control PID del
proceso de elevación (en el eje Y) de un Quadrotor modelo GAUI
330X. El estudio consiste en el desarrollo de un lazo de control de
velocidad angular del motor encargado de la elevación. El sensor
utilizado para su medición, es un CNZ1120 (como encoder) con
su respectivo conversor frecuencia/voltaje.Son aplicados los
métodos no paramétrico Eyeball (Smith) y los paramétricos para
la identificación del modelo y control a lazo cerrado PID. El
estudio realizado garantiza la velocidad deseada en estado
estable, como un tiempo de establecimiento corto.
Palabras Clave—Control, identificación, PID, Quadrotor.
Abstract-This paper contains the development of identification
with the black boxmethod and PID control of the lifting process
(on the Y axis) of a model Quadrotor GAUI 330X, l The process
involves developing a speed control loop angular of the motor
and the sensor used was a CNZ1120 with its respective voltagefrequency converter. it is applied nonparametric methods
Eyeball (Smith) and the parameters for model identification and
PID closed loop control, the main objective ofthe research is
ensure the desired speed at steady state, as a short settling time
and an analysis of how to replicate this driver for each other
achieve the lift.
Keywords- Control, identification, PID, Quadrotor

INTRODUCCIÓN
Los Quadrotores son bastante utilizados en la robótica,
debido a las funcionalidades de despegue, aterrizaje vertical y
vuelo estacionario que se pueden conseguir.Estos vehículos
aéreos son utilizados como vehículos autónomos no tripulados
(UAV - Unmanned Aerial Vehicles), sin embargo, podrían
considerarse como potenciales AGV (Automated Guided
Vehicles) en la automatización de una empresa, así como
también, en desastres naturales, búsquedas y rescates,
vigilancia, inspección de instalaciones y estructuras, vigilancia
y realización de mapas deterrenos.
Hasta hace poco tiempo, desarrollar un vehículo aéreo en
escala miniatura y controlado de manera autónoma, era un
sueño de muchos investigadores, los cuales estaban limitados
por las restricciones impuestas por el hardware hasta entonces
existente. Lo que hizo posible la construcción de robots aéreos
autónomos, fueron los recientes avances tecnológicos en
actuadores y sensores enescala reducida, así como en el
almacenamiento de energía y en el procesamiento de datos [1].

Felix Mora-Camino
felix.mora@enac.fr
Automation and Operations Research
ENAC, Toulouse, France

El desarrollo de sistemas de control para este tipo de
vehículos no es trivial, debido principalmente a la dinámica
tan compleja inherente en los sistemas aerodinámicos, los
cuales son multivariables,subactuados y además presentan
diversas características no lineales. Esto significa que las leyes
clásicas de control lineales y mono variables pueden tener
muy limitada su cuenca de atracción, provocando
inestabilidades cuando se opera en condiciones no muy lejanas
a las de equilibrio [2]. Por otra parte, las técnicas desarrolladas
para robots totalmente actuados, no se aplican directamenteal
caso de sistemas mecánicos no lineales subactuados [3].
Para aumentar tanto la fiabilidad como las prestaciones de
estos sistemas, se suelen requerir estrategias de control
avanzadas que permitan tener en cuenta, por una parte, la
complejidad de estos sistemas, y por otra, las incertidumbres
propias de cualquier modelado. Tales requisitos pueden ser
posibles utilizando técnicas de...