CONTROL DE UN VEHÍCULO AÉREO NO TRIPULADO PARA APLICACIÓN DE MONITOREO AMBIENTAL

Abstract

En el presente proyecto se desarrolla el control de un vehículo aéreo no tripulado (VANT), para esto se aplica una de las estrategias de control de tipo PID con el cual se realiza el control autónomo en un espacio tridimensional, haciendo uso de un software específico para sitemas robóticos, Robot Operating System (ROS), donde las ventajas de usar este software es por sus paquetes específicos que contiene para el control y simulación de vehículos no tripulados, lo cual facilitará el trabajo en este sentido. Los VANT durante los ultimos años han recibido considerable atención por parte de investigadores, profesores y estudiantes como un gran avance tecnológico, los ultimos avances en la tecnología han impulsado el desarrollo de diferentes estrategias de control a si como la operación de este tipo de vehículos, una parte importante es el modelo dinámico de un VANT que es el punto de partida para todos los estudios basados en la navegación aérea, también haciendo uso de muchos metodos de control en el cual son implementados en los VANT para un control autónomo, algunos de estos metodos es el controlador PID, control no lineal y controladores LQR entre otros, métodos que requieren información precisa para su aplicación, a si como igual se necesita información de las mediciones de posición y altitud que se pueden obtener haciendo uso de diferentes aparatos de medición como un giroscopio, un acelerómetro, magnetómetro y otros aparatos, como el GPS, sensores ultrasonicos y sensores de presión barometrica. El propósito de este proyecto es presentar el control autónomo de trayectorias y proporcionar conceptos importantes sobre la navegación autónoma y el control de vehículos no tripulados, para formar una base de investigación innovadora dentro del Instituto Tecnológico de Tuxtla Gutiérrez. Esté se persigue con dos objetivos principales. El primer objetivo es estudiar el modelo matemático de la dinámica de los VANT, el segundo objetivo es el desarrollo de métodos adecuados para la estabilización y control de trayectoria. En el proyecto se abordará el modelado básico para la navegación autónoma, se hace uso de los ángulos de navegación son un tipo de ángulos de Euler usados para describir la orientación de un objeto en tres dimensiones, si se tiene un sistema de coordenadas móvil respecto de uno fijo, en tres dimensiones, y se desea dar la posición del sistema móvil en un momento dado, hay varias posibilidades de hacerlo, una de ellas son los ángulos de navegación, llamados en matemáticas ángulos de Tait-Bryan, son tres coordenadas angulares que definen un triedro rotado desde otro que se considera el sistema de referencia se definen matemáticamente de forma similar a los ángulos de Euler, pero en vez de usar como línea de nodos el corte entre dos planos homólogos (por ejemplo el xy es el homólogo del xy), se utilizan dos planos no homólogos (por ejemplo xy e yz).