Desarrollo de un modelo matemático, cinemático y dinámico con la aplicación de software, para modificar el funcionamiento de un dron, para que este realice monitoreo automático

Abstract

El trabajo de investigación presenta el modelo matemático y dinámico de un quadcopter UAV (vehículo aéreo no tripulado). Este modelo simula el comportamiento más cercano a un rendimiento real, dentro de un medio que presenta todo tipo de perturbaciones. Para desarrollar las matemáticas y modelar el quadcopter, se lo ha considerado un objeto rígido con movimientos de traslación y rotación; En cuanto a la parte dinámica, se utilizan las ecuaciones de Euler-Lagrange, de esta manera es posible adquirir la función de transferencia expresada en el modelo de quadcopter dinámico. La dinámica de rotación del UAV se define por los momentos más importantes de inercia, ubicados en el centro de masa del vehículo. Se espera que tenga un buen rendimiento frente a perturbaciones externas como ráfagas de viento, masas variables, que crean inestabilidad durante el vuelo, y especialmente en el caso de un clima tan fortuito en el entorno en el que se realizará el vuelo. Entre las amplias posibilidades que se encuentran hoy en día, los UAV son capaces de llevar a cabo cualquier tarea programada con la ayuda de software y hardware para la automatización asociada en la IMU UAV, accionada por motores eléctricos (tipo Brushless). Para este trabajo se ha elegido el ARDRONE 2.0. El fabricante permite desarrollar aplicaciones de controladores externos que pueden asociarse a la operación y la dinámica del modelo matemático desarrollado. Los sistemas de control para seguir el camino del quadcopter son: un controlador PID y un algoritmo de controlador de modo deslizante para altitud, actitud y posición.