Implementación en Tiempo Real de un Controlador PID Adaptativo para el Sistema de Control de Vuelo Embebido del Cuadricóptero MAV
Autores: Noordin, Aminurrashid; Mohd Basri, Mohd Ariffanan; Mohamed, Zaharuddin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Implementación en Tiempo Real de un Controlador PID Adaptativo para el Sistema de Control de Vuelo Embebido del Cuadricóptero MAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Implementación en tiempo real
Controlador de vuelo embebido en altitud
Control PID
Control PID adaptativo
Compensador difuso
Vehículo aéreo micro
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta la implementación en tiempo real de un controlador de vuelo embebido en altitud utilizando control proporcional, integral y derivativo (PID), control PID adaptativo (APID) y control PID adaptativo con un compensador difuso (APIDFC) para un vehículo aéreo micro (MAV), específicamente, para un Parrot Mambo Minidrone. Con el fin de obtener robustez contra perturbaciones, se aplicó un mecanismo adaptativo, centrado en el control de modo deslizante de segundo orden, para ajustar los parámetros clásicos del controlador PID del controlador de altitud. Además, se introdujo un compensador difuso para disminuir la existencia del fenómeno de chattering provocado por la aplicación del control de modo deslizante. Se llevaron a cabo cuatro escenarios de simulación y experimentales, que incluyeron el vuelo estacionario, así como el seguimiento de ondas sinusoidales, cuadradas y trapezoidales. Además, se probó la resiliencia del controlador a 1.1 m sobre el suelo al añadir una masa de aproximadamente 12.5 g, 15 s después del lanzamiento del vuelo. Los resultados demostraron que todos los controladores pudieron seguir la altitud de referencia, con algunos picos o sobreimpulsos. Aunque hubo ligeros sobreimpulsos en el esfuerzo de control, el compensador difuso redujo el fenómeno de chattering en aproximadamente un 6%. Además, se encontró que en el experimento, los controladores APID y APIDFC consumieron un 2% y un 4% menos de energía, respectivamente, en comparación con el controlador PID utilizado para mantener el MAV en vuelo estacionario.
Descripción
Este documento presenta la implementación en tiempo real de un controlador de vuelo embebido en altitud utilizando control proporcional, integral y derivativo (PID), control PID adaptativo (APID) y control PID adaptativo con un compensador difuso (APIDFC) para un vehículo aéreo micro (MAV), específicamente, para un Parrot Mambo Minidrone. Con el fin de obtener robustez contra perturbaciones, se aplicó un mecanismo adaptativo, centrado en el control de modo deslizante de segundo orden, para ajustar los parámetros clásicos del controlador PID del controlador de altitud. Además, se introdujo un compensador difuso para disminuir la existencia del fenómeno de chattering provocado por la aplicación del control de modo deslizante. Se llevaron a cabo cuatro escenarios de simulación y experimentales, que incluyeron el vuelo estacionario, así como el seguimiento de ondas sinusoidales, cuadradas y trapezoidales. Además, se probó la resiliencia del controlador a 1.1 m sobre el suelo al añadir una masa de aproximadamente 12.5 g, 15 s después del lanzamiento del vuelo. Los resultados demostraron que todos los controladores pudieron seguir la altitud de referencia, con algunos picos o sobreimpulsos. Aunque hubo ligeros sobreimpulsos en el esfuerzo de control, el compensador difuso redujo el fenómeno de chattering en aproximadamente un 6%. Además, se encontró que en el experimento, los controladores APID y APIDFC consumieron un 2% y un 4% menos de energía, respectivamente, en comparación con el controlador PID utilizado para mantener el MAV en vuelo estacionario.