Examinando por Materia "Quadrotor"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Construcción y Control de Vuelo de un Drone Esferico
    (Universidad EIA, 2015) Ramírez Vega, Juan Diego
    En este documento se presenta la implementación de un sistema de control difuso para la estabilidad de un helicóptero tipo quadrotor que tiene como unidad de procesamiento un Arduino Mega 2560 con una unidad de medida inercial 9 DOF RAZR. Primero se desarrolló la construcción de la plataforma de vuelo, junto con la validación del diseño obtenido y selección de materiales. En segundo lugar se seleccionó los componentes electrónicos de la plataforma de vuelo, así como su sistema de comunicación. Descripción de la obtención del modelo teórico y empírico del sistema. Donde el primero utilizó las fuerzas de empuje, y los momentos de arrastre generados por cada uno de los motores para describir la dinámica y cinemática del sistema. En cambio en el modelo empírico se excito el sistema mediante una señal pseudoaleatoria binaria y se restringía los movimientos de tal forma que se solo se dejaba uno para identificar. Para la estabilización del sistema se utiliza un controlador fuzzy el que tiene como entradas el error y la derivada del error y tiene como salida la potencia necesaria para cada motor para alcanzar la estabilidad del sistema.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Control de Trayectorias de un Vehículo Aéreo No Tripulado de Alas Rotatorias Tipo Quadrotor en Ambientes Exteriores
    (Universidad EIA, 2011) Benjumea Giraldo, Jorge Alejandro
    Este trabajo de investigación está dirigido a la implementación de algoritmos de control para lograr la estabilidad de una aeronave tipo quadrotor que logre generar trayectorias simples, con una aplicación futura de tomar fotografías a alturas indicadas, para la ejecución de determinadas tareas específicas. Para lograr la construcción de esta herramienta, se profundizó en aspectos de optimización del diseño, modelamiento de la aeronave, análisis de elementos finitos, simulación y evaluación de controladores, y ejecución de pruebas de vuelo. La aeronave esta provista de cuatro subsistemas: El subsistema sensorial consta de una unidad inercial de 9 grados de libertad, la cual está dotada de tres sensores: giroscopio, acelerómetro y magnetómetro, cada uno de ellos de tres ejes, y un microcontrolador ATmega328P el cual se encarga de procesar y analizar la información proveniente de estos sensores. Este subsistema también está provisto de un sensor de presión barométrica SCP1000-D01, el cual es usado para establecer la altura en que se encuentra la aeronave respecto al nivel del mar, y dispone de un GPS Venus634FLP el cual provee una actualización de datos cada 10Hz. Para el subsistema de comunicación se emplearon dos módulos XBee Pro 900 XSC, los cuales dan una cobertura aproximada de 9 kilómetros a línea de vista, esto debido a que cada módulo está dotado con una antena de 5dBi de ganancia. En el subsistema de video se utilizó una cámara Sony KX191, que provee un formato NTSC de 520 líneas y a su vez tiene la modalidad de adquisición de imágenes en modo nocturno. El video es enviado a través de un transmisor de video de 2.4GHz a 1000mW. El subsistema de propulsión, está dotado de 4 motores NTM de 1200Kv a 250W cada uno, esto con el fin de que el helicóptero tuviera una capacidad de despegue aproximadamente de 4000 gramos. Las hélices utilizadas fueron de 8 pulgadas marca APC Slo-Flyer. Respecto a los controladores de estabilidad del quadrotor, se sacaron modelos lineales de cada eje de la aeronave, y posteriormente se hicieron varios diseños de controladores digitales que fueron probados y evaluados para determinar su desempeño. En el control de trayectorias se diseñó un control que permitió generar trayectorias simples. En cuanto el diseño de la aeronave, el tema de la seguridad tuvo una importante relevancia, ya que este dispositivo será una herramienta académica y se utilizará en espacios concurridos de la universidad.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Diseño y construcción de un dispositivo Quadrotor open-source para el desarrollo de prácticas de laboratorio en la Universidad EIA
    (Universidad EIA, 2022) Padilla Mendoza, Sebastián Andrés; Medina Palacio, Esteban; Carrillo Lindado, Henry David
    RESUMEN: En este trabajo se presenta el diseño y construcción de un prototipo Quadrotor y una primera aproximación de su sistema de control basado en software open-source, para el uso de estudiantes en sus prácticas de laboratorio, presentando su modelación matemática para 6DOF y un sistema de control implementado mediante el modelo teórico en dos grados de libertad Pitch y Roll, para el cual se usa como unidad de procesamiento el microcontrolador Teensy 4.0 en conjunto de una unidad inercial BNO055 que permite la obtención de ángulos de Euler y la orientación del dispositivo en quaterniones para futuras implementaciones. Previo a la construcción del quadrotor se desarrolla la metodología de diseño propuesta por George E. Dieter y Linda C. Schmidt, mediante una identificación de necesidades, uso de herramientas como PDS, casas de la calidad, matriz morfológica y matrices de PUGH, que ayudarán a escoger los debidos materiales y componentes para la construcción del dispositivo, adicionalmente se describe la cinemática y dinámica del multirotor, siendo esta última desarrollada mediante la formulación de Newton-Euler. El modelo de entrada y salida del quadrotor para la implementación de una estrategia de control fue hallada de forma teórica haciendo uso del modelo dinámico, posteriormente el cálculo del coeficiente de empuje de los rotores se realizó empíricamente realizando una aproximación lineal del mismo, mediante la toma de datos del empuje en diferentes valores de la señal de control. El controlador implementado para el acercamiento del sistema de control será un control PID por ganancia fija. Este controlador fue sintonizado mediante el modelo de entrada y salida con simplificación de dos grados de libertad en sus ángulos Pitch y Roll, aprovechando la capacidad de desacoplo de ángulos que proporciona la aproximación de ángulos pequeños, trabajando como sistema SISO (Single Input, Single Output) cada ángulo. La implementación del sistema de control y el sistema de interacción con el dispositivo (interfaz gráfica), se desarrolló de tal modo que cualquier persona pueda acceder a este (código abierto). Lo anterior, mediante la IDE Arduino con código C++ y Python 3.10.4, proporcionando plantillas de control para los estudiantes. Por último, se realizan pruebas de funcionamiento y análisis de respuesta del sistema de control implementado, además se proponen guías de laboratorio para desarrollar el planteamiento del sistema de control.