Ajuste PID Óptimo de Pareto para Vehículos Aéreos No Tripulados Basados en Px4 Mediante el Uso de un Algoritmo de Optimización por Enjambre de Partículas Multi-Objetivo
Autores: Gomez, Victor; Gomez, Nicolas; Rodas, Jorge; Paiva, Enrique; Saad, Maarouf; Gregor, Raul
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Ajuste PID Óptimo de Pareto para Vehículos Aéreos No Tripulados Basados en Px4 Mediante el Uso de un Algoritmo de Optimización por Enjambre de Partículas Multi-Objetivo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Uav
Px4
Controlador pid
Procedimiento de ajuste
Optimización por enjambre de partículas multiobjetivo
Quadrotor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) son asequibles en la actualidad. Por esa razón, actualmente hay ejemplos del uso de VANT en aplicaciones recreativas, profesionales y de investigación. La mayoría de los VANT comerciales utilizan Px4 como su sistema operativo. A pesar de que Px4 permite cambiar la estructura del controlador de vuelo, el formato proporcional-integral-derivativo (PID) sigue siendo, con mucho, la opción más popular. Se requiere una selección de los parámetros del controlador PID antes de que se pueda utilizar el VANT. Aunque existen pautas para el diseño de los parámetros PID, no garantizan la estabilidad del VANT, lo que en muchos casos conduce a colisiones que involucran al VANT durante el proceso de calibración. En este artículo, se propone un procedimiento de ajuste fuera de línea basado en el algoritmo de optimización por enjambre de partículas multiobjetivo (MOPSO) para el control de actitud y altitud de un VANT basado en Px4. Se utiliza un concepto de dominancia de Pareto para que el MOPSO encuentre valores para los parámetros de comparación del PID de las respuestas escalonadas (sobreimpulso, tiempo de subida y raíz cuadrada media). Se proporcionan resultados experimentales para validar el procedimiento de ajuste propuesto utilizando un cuadricóptero como estudio de caso.
Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) son asequibles en la actualidad. Por esa razón, actualmente hay ejemplos del uso de VANT en aplicaciones recreativas, profesionales y de investigación. La mayoría de los VANT comerciales utilizan Px4 como su sistema operativo. A pesar de que Px4 permite cambiar la estructura del controlador de vuelo, el formato proporcional-integral-derivativo (PID) sigue siendo, con mucho, la opción más popular. Se requiere una selección de los parámetros del controlador PID antes de que se pueda utilizar el VANT. Aunque existen pautas para el diseño de los parámetros PID, no garantizan la estabilidad del VANT, lo que en muchos casos conduce a colisiones que involucran al VANT durante el proceso de calibración. En este artículo, se propone un procedimiento de ajuste fuera de línea basado en el algoritmo de optimización por enjambre de partículas multiobjetivo (MOPSO) para el control de actitud y altitud de un VANT basado en Px4. Se utiliza un concepto de dominancia de Pareto para que el MOPSO encuentre valores para los parámetros de comparación del PID de las respuestas escalonadas (sobreimpulso, tiempo de subida y raíz cuadrada media). Se proporcionan resultados experimentales para validar el procedimiento de ajuste propuesto utilizando un cuadricóptero como estudio de caso.