Modelo matemático y algoritmos de control primario (Borrador) paracaídas comandado autónomo para entrega de cargas

Abstract

Este informe presenta una propuesta inicial para los algoritmos de control primarios, aplicados al prototipo #3B del Paracaídas Comandado Autónomo para Entrega de Cargas. Especí camente, de ne arquitecturas de control para la velocidad de cambio de rumbo, el rumbo y la velocidad de descenso. El diseño de los controladores se realiza con la ayuda de modelos matemáticos, construidos a partir de leyes físicas, ajustados mediante el empleo de técnicas de identi cación de parámetros, desde los resultados obtenidos desde mediciones de ensayos en vuelo. Dichos modelos incluyen al vehículo, los sensores, los actuadores, modelos de perturbaciones y modelos de ruidos, permitiendo el desarrollo de herramientas de simulación detalladas y la extracción de modelos de orden reducido, para una evaluación ágil de las diferentes arquitecturas de control. La familiarización con la dinámica del paracaídas y sus componentes, permite también establecer un conjunto mínimo de requerimientos de desempeño, sobre los que basar el diseño de cada controlador. El desempeño de los controladores se evalúa según sus respuestas al seguimiento de referencias variables y ante la acción de eventuales perturbaciones. Adicionalmente, se proponen algoritmos de control basados en observadores de estados y en técnicas de control óptimo cuadrático. De nidas la estructura y los parámetros de los controladores, se realiza un estudio de robustez del sistema. Finalmente, se de nen tres modos de guiado básico y se listan todos los algoritmos de control desarrollados, escritos a modo de código, a n de ser implementados sobre el auto-piloto.