Enfoque de optimización basado en modelos para el control PID de la orientación de UAV de cabeceo-rollo
Autores: Arrieta, Orlando; Campos, Daniel; Rico-Azagra, Javier; Gil-Martínez, Montserrat; Rojas, José D.; Vilanova, Ramon
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Enfoque de optimización basado en modelos para el control PID de la orientación de UAV de cabeceo-rollo
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Modelado
Optimización de control
Controladores PID
Sistema de drones UAV
Optimización basada en modelos
Enfoque IMC
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio se centra en la modelización y optimización del control de los ángulos de inclinación en un sistema de dron UAV (vehículo aéreo no tripulado) de cuadricóptero. Para abordar el desafío de control, se utilizan controladores PID (proporcional-integral-derivativo), los cuales han sido ajustados a través de un enfoque de optimización basado en el modelo. Se obtiene un modelo no lineal del sistema y se valida experimentalmente. El modelo se implementa en Simulink para llevar a cabo la optimización basada en el modelo. El diseño del controlador utiliza un enfoque basado en el modelo IMC (control de modelo interno) para establecer los parámetros iniciales de un controlador PID. En la fase de diseño posterior, se adopta un enfoque multiobjetivo, incorporando funciones de coste ponderadas que tienen en cuenta formas de error absoluto integral (IAE) y error absoluto integral ponderado por el tiempo (ITAE), junto con el uso de la batería. Los resultados de este diseño se muestran a través de simulaciones y pruebas en plataformas del mundo real.
Descripción
Este estudio se centra en la modelización y optimización del control de los ángulos de inclinación en un sistema de dron UAV (vehículo aéreo no tripulado) de cuadricóptero. Para abordar el desafío de control, se utilizan controladores PID (proporcional-integral-derivativo), los cuales han sido ajustados a través de un enfoque de optimización basado en el modelo. Se obtiene un modelo no lineal del sistema y se valida experimentalmente. El modelo se implementa en Simulink para llevar a cabo la optimización basada en el modelo. El diseño del controlador utiliza un enfoque basado en el modelo IMC (control de modelo interno) para establecer los parámetros iniciales de un controlador PID. En la fase de diseño posterior, se adopta un enfoque multiobjetivo, incorporando funciones de coste ponderadas que tienen en cuenta formas de error absoluto integral (IAE) y error absoluto integral ponderado por el tiempo (ITAE), junto con el uso de la batería. Los resultados de este diseño se muestran a través de simulaciones y pruebas en plataformas del mundo real.