Utilización de un cuadricóptero para mejorar la vigilancia aérea mediante control Lyapunov

Autores

DOI:

https://doi.org/10.56183/iberotecs.v3i2.627

Palavras-chave:

Cuadricóptero, Lyapunov, MATLAB, UAV, Vigilancia Aérea

Resumo

En el presente artículo se realizó la construcción de un prototipo de programación y robótica, concretizando, un cuadricóptero de operación en tiempo real con mapeo, con la finalidad de realizar tareas de forma automática y programada en el área de la vigilancia y seguridad de espacios.  Este trabajo describe el diseño matemático del prototipo para su control remota y el diseño de construcción, de igual forma se aplicaron herramientas tecnológicas como MATLAB incluyendo simulaciones en Python, quedando conformado por dos grandes bloques: hardware y software. El prototipo es construido a escala, mediante una estructura que contiene un microcontrolador, la cual, podrá desplazarse con las órdenes que el operador del cuadricóptero envíe o de manera automática, gracias a la creación de un algoritmo inteligente basados en la función Lyapunov, dando un control más preciso al mismo, y de tal forma evite las colisiones con objetos. El mismo también tiene como finalidad generar un impacto tecnológico e innovador, y de esta forma contribuir al desarrollo de nuevas ciencias y avances dentro de nuestra sociedad, invitando a la comunidad a incursionar en la elaboración de nuevos proyectos de esta índole ampliando su percepción y captación de intereses en la ciencia.

Biografia do Autor

Jefferson Rafael Centeno-Alcívar, Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Ecuador

Investigador. Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Ecuador.

Exequiel Wilmer Reyes-Contreras, Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Ecuador

Investigador. Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Ecuador

Ismael Elías Erazo-Velasco, Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Ecuador

Investigador. Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Ecuador.

 

Byron Fernando Chere-Quiñónez, Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Ecuador

Universidad Técnica Luis Vargas Torres de Esmeraldas, Ecuador

Referências

Área Tecnología. (2014). Drones y tipos de drones. Available: https://www.areatecnologia.com/aparatos-electronicos/drones.html.

Bermejo, S. G., & Rodríguez, J. Á. A. (2013). Modelado, simulación y control inteligente de UAVs. Valencia, España: Escuela Técnica Superior de Ingeniería. [En línea]. Available: https://biblus.us.es/bibing/proyectos/abreproy/60178/fichero/PFC_completo_Sara_Gutierrez_Bermejo.pdf

Berrutti, J., Falkenstein, L., & Favaro, F. (2015). Vuelo autónomo de un cuadricóptero. [en línea]. Tesis de grado. Universidad de la República (Uruguay). Facultad de Ingeniería.

Devopedia. (2022). Quadcopter. Version 37, March 2. Accessed 2023-05-02. https://devopedia.org/quadcopter

Morales Chávez, O. (2018). Control de elevación de un cuadricóptero por técnicas lineales (Doctoral dissertation, Universidad Autónoma de la Ciudad de México: Colegio de Ciencia y Tecnología: Licenciatura en Ingeniería en Sistemas Electrónicos Industriales).

Ogata, K. (2003). Ingeniería de control moderna. Pearson Educación.

Parra Ballesteros, N. (2020). Modelado y simulación de sistema de vuelo de un dron con detección de fallos. Universidad de Sevilla, Sevilla. Available: https://idus.us.es/handle/11441/99346

Raffo, G. V., Ortega, M. G., & Rubio, F. R. (2010). An integral predictive/nonlinear H∞ control structure for a quadrotor helicopter. Automatica, 46(1), 29–39. https://doi.org/10.1016/j.automatica.2009.10.018

Rejado, C. C., Hernandez, L., Carmona, A. G., Fernandez, A., Lopez, J. A., & Cervera, P. C. (2016). Evolución histórica de los vehículos aéreos no tripulados hasta la actualidad. Dyna, 91(1), 282-288. https://doi.org/10.6036/7781

Rivero, M. G. (2010). Degree Final Project: Diseño de un uav ligero de propulsión eléctrica para monitorización medioambiental.

Rosaldo-Serrano, M. A., Santiaguillo-Salinas, J., & Aranda-Bricaire, E. (2017). Observer-based time-varying backstepping control for a quadrotor multi-agent system. En 2017 International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS). IEEE. https://doi.org/10.1109/icuas.2017.7991404

Valencia Ochoa, G. E. (2009). Modelamiento de la cinemática y dinámica de un robot manipulador de cuatro grados de libertad tipo Scara para el diseño e implementación en simulación de un controlador lineal por retroalimentación tipo CTC (Computer torque control) (Master's thesis, Maestría en Ingeniería Mecánica). https://manglar.uninorte.edu.co/bitstream/handle/10584/112/72333756.pdf?sequence=1

Valenzuela Viteri, V. E. (2022). Diseño y simulación del control para el cuadrirrotor disponible en la herramienta UAV Toolbox de Simulink para efectuar el seguimiento de un objeto móvil terrestre usando circunnavegación. https://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/23457/1/CD%2012876.pdf

Publicado

2023-08-14