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Diseño de controladores para seguimiento de trayectorias en vehículos aéreos de cuatro rotores
Controller design for trajectory tracking in four-rotor aerial vehicles
JONATHAN HIRATA ACOSTA
CESAR CRUZ HERNANDEZ
JAVIER PLIEGO JIMENEZ
Acceso Abierto
Atribución
Vehículos aéreos, Algoritmo de control, Trayectoria, Ángulos de Euler, Cuaternión unitario
Aerial vehicle, Control algorithm, Trajectorie, Euler angles, Unit Quaternion
En el presente trabajo se aborda el problema del diseño de algoritmos de control para vehículos aéreos no tripulados, particularmente, de cuatro rotores, así como la generación de trayectorias de posición para dicho sistema. Los algoritmos de control se diseñaron utilizando los ángulos de Euler, matrices de rotación, así como el cuaternión unitario. En cuanto a las trayectorias, se generaron de forma empírica y usando polinomios de tercer orden para llevar al vehículo aéreo por ciertos puntos específicos en posición. Adicionalmente, se obtuvo el modelo matemático del sistema y se realizó un análisis del mismo que ayudó, en gran medida, al diseño de los algoritmos de control antes mencionados. Y por último, resaltar que los algoritmos de control junto con las trayectorias generadas fueron validados mediante simulaciones numéricas.
This project addresses the problem of the designing of control algorithms for unmanned aerial vehicles, particularly of four rotors, as well as the generation of position trajectories for such system. Control lgorithms were designed using Euler’s angles, rotation matrices, as well as unit quaternion. The trajectories, were empirically generated and using third order polynomials to take the aerial vehicle through certain specific points in a tridimensional space. In addition, the mathematical model of the system was obtained and an analysis was carried out which helped to the design of the control algorithms mentioned above. Finally, the control algorithms and the generated trajectories were validated by means of numerical simulations.
CICESE
2020
Tesis de maestría
Español
Hirata Acosta, J. 2020. Diseño de controladores para seguimiento de trayectorias en vehículos aéreos de cuatro rotores. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California 63 pp.
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