Implementación de un control con restricciones para el helicóptero de dos grados de libertad de QUANSER®

Abstract

El presente proyecto diseña y prueba distintas leyes de control para el helicóptero de dos grados de libertad de Quanser® con el fin de incluir apropiadamente las restricciones de la planta en la solución. Para resolver este problema, se obtiene en primer lugar el modelo de la planta. Posteriormente, una serie de leyes de control son diseñadas y probadas tales como un control PID, realimentación de estados y control MPC. Finalmente, se verifica que se satisfagan los requerimientos de funcionamiento y la ley de control seleccionada. Para el diseño de la ley de control, se deben incluir las restricciones mecánicas y eléctricas del helicóptero 2DOF en la solución de la ley de control. Adicionalmente, en malla cerrada se deben satisfacer los siguientes requerimientos de funcionamiento: el tiempo de establecimiento debe ser menor a 10 segundos, el sobre pico menor o igual a 30% para una señal de entrada de un tren de pulsos con una amplitud máxima de 20° para pitch y 100° para yaw. El voltaje máximo permitido para el motor frontal es de ±24V y ±15V para el motor trasero. Así mismo, el ángulo del eje de pitch se encuentra restringido entre -40,5° y 40,5°.