Resumen

Este trabajo propone una estrategia de control no lineal para resolver el problema de seguimiento de trayectoria de un vehículo aéreo no tripulado (UAV) de rotor basculante cuando transporta una carga suspendida. Para el presente estudio, el objetivo del sistema de control es seguir una trayectoria deseada de la aeronave con la carga sin balanceo, incluso en presencia de perturbaciones externas, incertidumbres paramétricas, dinámica no modelada y medidas de posición ruidosas con una frecuencia de muestreo inferior a la del controlador. El modelado de todo el sistema se obtiene mediante la formulación de Euler-Lagrange considerando la dinámica del UAV de rotor basculante acoplado a la carga suspendida. En cuanto a la estrategia de control no lineal, se diseña un control de lazo interno basado en la linealización de realimentación entrada-salida combinada con el enfoque de extensión dinámica para estabilizar la actitud y la altitud del UAV asumiendo no linealidades, mientras que se diseña una ley de control de lazo externo para guiar la aeronave con una oscilación de carga reducida. La dinámica linealizada se controla utilizando controladores lineales mixtos H 2 / H ∞ con restricciones de colocación de polos. La solución se compara con dos sistemas de control más sencillos: el primero considera la carga como una perturbación del sistema pero no evita su oscilación; el segundo es un resultado académico anterior con una estrategia en cascada de tres niveles. Finalmente, para tratar el problema de la estimación de la posición en presencia de perturbaciones desconocidas y medidas ruidosas con baja frecuencia de muestreo, se diseña un Filtro Lineal de Kalman con Entradas Desconocidas para estimar tanto la posición traslacional de la aeronave como las perturbaciones traslacionales. Se llevan a cabo resultados de simulación para corroborar la estrategia de control propuesta.

• Materias:Planificación de la producción Infraestructura de transportes Ingeniería del transporte Seguridad del transporte Planificación de ruta Capacidad de tráfico
• Subjects:Production planning Transport infrastructure Transport engineering Transport safety Path planning Traffic capacity
• Palabras claves:estrategia de control no lineal, carga, aeronave, vehículo aéreo no tripulado de rotor, controladores h ∞, filtro kalman lineal, enfoque de extensión dinámica, estrategia de cascada de niveles, h mixto lineal, ley de control de bucle.
• Keywords:nonlinear control strategy, load, aircraft, rotor unmanned aerial vehicle, h ∞ controllers, linear kalman filter, dynamic extension approach, level cascade strategy, linear mixed h, loop control law