Diseño del modelado y control de un Quad-Rotor

El principal objetivo del proyecto es el modelado y control de un Quad-Rotor mediante un controlador en espacio de estado, multivariable y óptimo que lo estabilice y lo haga robusto frente a perturbaciones. Para alcanzar ese objetivo, se propusieron las tareas siguientes: • Realizar un estudio del sistema del Quad-Rotor para conseguir un modelado completo del sistema no lineal. • Implementar el modelo en Simulink para tener una interfaz intuitiva y clara desde la que aplicar las estrategias de control. • Encontrar el modelo linealizado en espacio de estados para así poder realizar el control del sistema. • Diseñar un controlador LQR en el espacio lineal y adaptarlo para que permita controlar el sistema no lineal según los parámetros de diseño. 3 • Mejorar el controlador LQR incluyendo efecto integral para hacerlo resistente a perturbaciones. • Introducir un observador en el sistema que permita estimar las variables no medibles por los sensores incorporados. • Utilizar un filtro de Kalman para eliminar el ruido y así conseguir el control LQG para el sistema del Quad-Rotor.This Project is about the modelling and the control design of a UAV Quad-Rotor. The model is developed to obtain a benchmark that can be implemented as a simulator. The model obtained is non-linear, multivariable and unstable, thus the design of an advanced controller is required. For this purpose a linear quadratic regulator (LQR) is designed. In order to make the system robust in front of perturbations we add the integral effect to the system. To adjust this system to the reality a state observer is included in the control scheme and finally a Kalman Filter is used as an optimal observer to estimate the system behaviour and minimize the effect of the noise leading to an LQG controller