Study for the modelling and control of a coaxial helicòpter Unmaned Aerial Vehicle (UAV)

El present document es tracta de la memòria del Treball Final de Màster dels estudis de Màster Universitari en Enginyeria de Sistemes Automàtics i Electrònica Industrial (MUESAEI), a l'Escolta Tècnica Superior d'Enginyeries Industrial i Aeronàutica de Terrassa (ETSEIAT) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). El treball consisteix en l'estudi del modelat i el control d'un helicòpter coaxial de radio control per tal de convertir-lo en un Vehicle Aeri No Tripulat (Unmaned Aerial Vehicle - UAV) capaç d'estabilitzar-se en un punt de l'espai i mantenir la seva posició davant petites pertorbacions. En aquest document en primer lloc hi trobem una introducció al helicòpter coaxial emprat, així com al laboratori de control, i el conjunt de tasques de condicionament que s’han realitzat per tal de poder treballar adequadament amb el sistema. Posteriorment, es mostra el procés per obtenir un model dinàmic no lineal de l’helicòpter coaxial del treball, així com un model linealitzat sobre el punt d’equilibri, i les simulacions d’aquests dos models. A continuació, s’ha dissenyat una estructura de control en cascada basada en un control d’actitud, un control de velocitat i un control de posició, i s’han obtingut els controladors que conformen l’estructura a partir de tècniques de control lineal basades principalment en els clàssics controladors PID. Per acabar, s’ha discretitzat i programat l’algoritme de control en MATLAB, i s’ha realitzat un conjunt d’experiments amb el sistema del laboratori, entre el quals se’n destaquen experiments en el punt d’equilibri davant pertorbacions, i experiments de seguiment de trajectòria