Investigación de los Efectos del Viento en el Sistema de Control MPC Basado en PID Adaptativo para UAVs.

Resumen

En este trabajo se realiza una evaluación del estado de los territorios costeros del Ecuador en términos de monitoreo. El uso de una plataforma aérea robótica autónoma se propone como una solución técnica para mejorar la eficiencia de las misiones de vigilancia remota realizadas por los servicios de seguridad nacional a lo largo de la zona costanera. Considerando la no linealidad de la dinámica de un UAV, así como la inexistencia de información sobre el entorno, se ha diseñado una estructura jerárquica de control compuesta por una estrategia adaptativa de PID basada en un controlador MPC. La implementación del controlador adaptativo PID basado en MPC conduce a mejorar significativamente la tarea de seguimiento de trayectoria óptima del UAV, así como a satisfacer propiedades tales como la adaptabilidad, el autoaprendizaje y la capacidad de manejar incertidumbres causadas por el comportamiento impredecible de las corrientes marinas y las cargas de viento, manteniendo características robustas de rendimiento. En este trabajo, la investigación de los efectos de las perturbaciones externas sobre la estabilización y precisión de posicionamiento del UAV considera flujos arremolinados y ráfagas de corta duración. Estos corresponden a procesos deterministas y aleatorios, son representados matemáticamente como funciones trigonométricas con amplitudes aleatorias determinadas por los coeficientes de perturbaciones y los períodos de carga de viento de las pulsaciones. El rango establecido se da mediante un conjunto de varias observaciones de cargas de viento en los territorios costeros de Ecuador. Los datos analizados son recogidos de la base de datos de las estaciones meteorológicas nacionales. Finalmente, el proceso de simulación del movimiento controlado perturbado del UAV a lo largo de una trayectoria lineal segmentada, así como el análisis de datos y gráficos, se llevan a cabo en el entorno de MATLAB.