Diseño e implementación en una tarjeta embebida de un algoritmo de control por modos deslizantes (SMC) para los ángulos de roll, pitch y yaw de un hexarotor DJI F550

Albuja Sánchez, Byron Mauricio
Sánchez Gómez, Elizabeth Verónica

2018-05-17

Albuja Sánchez, B. M., & Sánchez Gómez, E. V. (2018). Diseño e implementación en una tarjeta embebida de un algoritmo de control por modos deslizantes (SMC) para los ángulos de roll, pitch y yaw de un hexarotor DJI F550. 126 hojas. Quito : EPN.
T-MVE/0670/CD 8808

Descargar documento

Chávez García, Geovanny Danilo, director

Los hexarotores son UAVs (Vehículos Aéreos no Tripulados) del tipo multirotor, sus características principales son: su despegue y aterrizaje se realizan de forma vertical, tiene capacidad de quedarse suspendido en una posición, capaces de mantener de manera autónoma un vuelo controlado. El hexarotor DJI F550 utiliza una tarjeta embebida Arduino DUE como control electrónico o cerebro del drone. La tarjeta está conectada con una unidad de medición inercial (IMU), cuyas mediciones pasan por filtro de alisado de Kalman. Los datos filtrados se procesan en la tarjeta embebida para estimar los ángulos de orientación y posteriormente se realizar el control SMC de los ángulos de orientación (ángulos roll, pitch y yaw). Para el movimiento del hexarotor se utiliza un control de manejo, el cual permite variar la altura y los ángulos de orientación del hexarotor con el fin de controlar su desplazamiento. En el hexarotor se implementaron dos tipos de controladores; control SMC y PID para los ángulos de orientación. Se compara el funcionamiento de ambos controladores en condiciones similares para mediante el método de la integral del error cuadrático verificar cual es el mejor.

Hexarotors are UAVs (Unmanned aerial vehicles) within the type of multirotor, their main characteristics are: their takeoff and landing are performed vertically, they have the ability to stay suspended in one position, aircrafts capable of maintaining a controlled flight in an autonomous way. The DJI F550 hexarotor uses an Arduino DUE embedded card as electronic control or drone brain. The card is connected to an inertial measurement unit (IMU), whose measurements are passed through a smoothing Kalman filter. The filtered data is processed at the embedded card to estimate the orientation angles and then the SMC control for the orientation angles (roll, pitch and yaw angles) is performed. For the movement of the hexarotor a hand control is used, which allows to vary the height and the angles of orientation of the hexarotor in order to control its displacement. In the hexarotor two types of controllers were implemented, the SMC and the PID controlers for the angles of orientation. The operation of these controllers in similar conditions is compared and then using the quadratic error integral method the best controller is shown.

VEHICULOS AEREOS NO TRIPULADOS; ALGORITMOS; CONTROL AVANZADO;