• Repositorio Institucional Universidad de Pamplona
  • Trabajos de pregrado y especialización
  • Facultad de Ingenierías y Arquitectura
  • Ingeniería Mecatrónica
    • Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: http://repositoriodspace.unipamplona.edu.co/jspui/handle/20.500.12744/4325
    Registro completo de metadatos
    Campo DC Valor Lengua/Idioma
    dc.contributor.authorRangel Fuentes, Edwin Yesid.-
    dc.date.accessioned2022-11-08T21:44:52Z-
    dc.date.available2020-09-19-
    dc.date.available2022-11-08T21:44:52Z-
    dc.date.issued2020-
    dc.identifier.citationRangel Fuentes, E. Y. (2020). Construcción de un vehículo aéreo no tripulado para el desarrollo de un algoritmo de control adaptable [Trabajo de Grado Pregrado, Universidad de Pamplona]. Repositorio Hulago Universidad de Pamplona. http://repositoriodspace.unipamplona.edu.co/jspui/handle/20.500.12744/4325es_CO
    dc.identifier.urihttp://repositoriodspace.unipamplona.edu.co/jspui/handle/20.500.12744/4325-
    dc.descriptionEste trabajo presenta la implementación de un vehículo aéreo no tripulado (VANT) conocido como drone, cuadrirotor o quadrotor (del inglés quadcopter), en este documento se denominará indistintamente como drone. El diseño y construcción del drone pretende fomentar la investigación de estrategias de control en bajo nivel para drones en la Universidad de Pamplona. Se implementa el sistema analizando la respuesta del controlador clásico, para esto se ha desarrollado el sistema de control con el sistema dinámico en SIMULINK de Matlab, además se presenta el diseño mecánico de las piezas que componen el drone, también se muestra la selección de los componentes eléctricos, se simula el modelo dinámico del drone y por último se presentan resultados en simulación del sistema de control adaptativo. El documento presenta el diseño y análisis de elementos finitos de los componentes del sistema, después de que este análisis demostró que las piezas diseñadas cumplieron con el objetivo propuesto se procedió a la fabricación de las piezas en una impresora 3D y posteriormente se realizó el respectivo ensamble. Este análisis permitió desarrollar diferentes modelos mecánicos para obtener un modelo mucho menos pesado y lo suficientemente compacto para que no ocurra una catástrofe durante la operación del prototipo, siguiendo los requisitos fundamentales de la aplicación dado que por la rigidez de los componentes y que el objetivo principal del prototipo es el diseño de algoritmos de control, es necesario disponer de un diseño robusto. Durante este desarrollo se tuvo en cuenta el análisis de elementos finitos para cada pieza, modificando el diseño de ser necesario para luego realizar su respectivo proceso de fabricación. En cuanto al desarrollo de los controladores, se realizó el curso de “Robotics: Aerial Robotics” de Coursera [1], impartido por la Universidad de Pensilvania, además de consultar en la documentación [2], [3]. Para la simulación del drone se aplicó el modelo dinámico del dispositivo de la clase de “Aerial Robotics” y se implementó el modelo teniendo como base la toolbox de Robótica de Peter Corke [4]. En seguida se realizó la simulación ajustando los diferentes parámetros necesarios para un buen desempeño del controlador adaptativo. Se propone implementar el controlador en la tarjeta de desarrollo BeagleBone Blue, la cual cuenta con una toolbox desarrollada por Mathworks [5] para el uso de esta en SIMULINK. Además, se creó la librería Brushless Micro para ejercer control a un servo a través de una señal enviada en microsegundos y de esta forma controlar los motores brushless indispensables en el proyecto. Por último, se desarrolla el modelo de control adaptativo, el cual está basado en un modelo de red neuronal que permite hacer una variación en el controlador clásico de posición, de esta forma cumplir con el cometido del desarrollo del proyecto, que es desarrollar un modelo de control adaptativo aplicado en un drone, con variaciones en los parámetros internos del sistema.es_CO
    dc.description.abstractEl autor no proporciona la información sobre este ítem.es_CO
    dc.format.extent126es_CO
    dc.format.mimetypeapplication/pdfes_CO
    dc.language.isoeses_CO
    dc.publisherUniversidad de Pamplona- Facultad de Ingenierías y Arquitectura.es_CO
    dc.subjectEl autor no proporciona la información sobre este ítem.es_CO
    dc.titleConstrucción de un vehículo aéreo no tripulado para el desarrollo de un algoritmo de control adaptable.es_CO
    dc.typehttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fes_CO
    dc.date.accepted2020-06-19-
    dc.relation.references“Robotics: Aerial Robotics | Coursera.” https://www.coursera.org/learn/robotics flight (accessed Jun. 09,es_CO
    dc.relation.referencesP. Mahony, R. and Kumar, V. and Corke, “Modeling, Estimation, and Control of Quadrotor,” IEEE Robot. Autom. Mag., vol. 19, no. SEPTEMBER, pp. 20–32, 2012.es_CO
    dc.relation.referencesI. Palunko and R. Fierro, Adaptive control of a quadrotor with dynamic changes in the center of gravity, vol. 18, no. PART 1. IFAC, 2011.es_CO
    dc.relation.referencesP. Corke, “Robotics Toolbox | Peter Corke,” 2017. https://petercorke.com/toolboxes/robotics-toolbox/ (accessed Jun. 09, 2020).es_CO
    dc.relation.references“Simulink Coder Support Package for BeagleBone Blue Hardware Documentation.” https://www.mathworks.com/help/supportpkg/beagleboneblue/index.html (accessed Jun. 09, 2020).es_CO
    dc.relation.references“Atascado y estresado: cómo afecta el tráfico a tu salud - The New York Times.” https://www.nytimes.com/es/2019/02/07/espanol/consecuencias-trafico-salud.html (accessed Jun. 09, 2020).es_CO
    dc.relation.referencesB. Custers Editor, “The Future of Drone Use Opportunities and Threats from Ethical and Legal Perspectives.” [Online]. Available: http://www.springer.com/series/8857es_CO
    dc.relation.references“Así funciona el taxi volador que Uber y Hyundai presentaron en el CES - YouTube.” https://www.youtube.com/watch?v=z1YJtYPN4EY (accessed Jun. 09, 2020).es_CO
    dc.relation.referencesJ. Ackermannt, “Brief Paper Robustness Against Sensor Failures*,” 1984.es_CO
    dc.relation.referencesP. Peining, G. Tan, A. Aung, and P. Wai, “Evaluation of Consumer-Grade EEG Headsets for BCI Drone Control.” [Online]. Available: https://www.bitcraze.io/crazyflie-2/.es_CO
    dc.relation.referencesAndrés Felipe Silva Bohórquez, César Augusto Peña Cortés, and Luis Enrique Mendoza, “Sistema de inspección y vigilancia utilizando un robot aéreo guiado mediante visión artificial.”es_CO
    dc.relation.referencesV. Arias, J. Rodríguez, G. Chacón, M. Martínez, and O. Duque, “Navegación Autónoma Para Robots Voladores Parte 1: Dinámica Y Control De Un Quadrotor.” [Online]. Available: https://orcid.org/0000-0001-6246-604X.es_CO
    dc.relation.references“GitHub - dch33/Quad-Sim: A package of documentation and software supporting MATLAB/Simulink based dynamic modeling and simulation of quadcopter vehicles for control system design.” https://github.com/dch33/Quad-Sim (accessed Jun. 09, 2020).es_CO
    dc.relation.referencesP. Corke, “petercorke.com/wordpress/toolboxes/,” Robotics Toolbox, 2018. .es_CO
    dc.relation.referencesJ. ee--, K. Sreenath, and V. Kumar, “Robotics: Science and Systems Dynamics, Control and Planning for Cooperative Manipulation of Payloads Suspended by Cables from Multiple Quadrotor Robots.”es_CO
    dc.relation.referencesM. David and B. Robles, “SISTEMAS INTELIGENTES APLICADOS A LA AGRICULTURA Pasantía de investigación.”es_CO
    dc.relation.referencesA. Sabo, B. Kuljic, and S. Tibor, “Practical application of the drone technology in civil engeneering,” no. March, 2019.es_CO
    dc.relation.referencesR. McAlinden, E. Suma, T. Grechkin, and M. Enloe, “Procedural Reconstruction of Simulation Terrain Using Drones,” Proc. Interservice/Industry Training, Simulation, Educ. Conf., no. 15041, pp. 1–12, 2015.es_CO
    dc.relation.referencesK. J. Bathe, Finite Element Procedures. 1996.es_CO
    dc.relation.references“Design your own custom drone | MIT News.” http://news.mit.edu/2016/design your-own-custom-drone-1205 (accessedes_CO
    dc.relation.references“A smaller Quad the DJI Flamewheel F330 with an APM. - Blog 2.0 - diydrones.” https://diydrones.com/profiles/blogs/a-smaller-quad-the-dji-flamewheel-f330-with an-apm (accessed Jun. 09, 2020es_CO
    dc.relation.references“(438) Pinterest.” https://www.pinterest.es/dwadziescia3/drone-design/ (accessed Jun. 09, 2020).es_CO
    dc.relation.referencesKunyue Su(B) and Shaojie Shen, Catching a Flying Ball with a Vision-Based Quadrotor, vol. 1. Cham: Springer International Publishing, 2017es_CO
    dc.relation.referencesF. Andres, B. Ramirez, J. Wilmer, and G. Melgarejo, “Modelización, identificación y control del 3 DOF Hover de Quanser,” 2019.es_CO
    dc.relation.referencesS. (Sefer) Kurnaz and Institute of Electrical and Electronics Engineers., RAST 2009 : proceedings of 4th International Conference on Recent Advances : June 11-13, 2009, Istanbul, Turkey. IEEE, 2009.es_CO
    dc.relation.referencesX. Liang, G. Chen, J. Wang, Z. Bi, and P. Sun, “An adaptive control system for variable mass quad-rotor UAV involved in rescue missions,” Int. J. Simul. Syst. Sci. Technol., vol. 17, no. 29, pp. 22.1-22.7, 2016, doi: 10.5013/IJSSST.a.17.29.22.es_CO
    dc.relation.referencesL. T. A. Alaimo, V. Artale, C. Milazzo, A. Ricciardello, “Mathematical modeling and control of a hexacopter.”es_CO
    dc.relation.referencesA. P. Erasmus and H. W. Jordaan, “Linear quadratic Gaussian control of a quadrotor with an unknown suspended payload,” 2020 Int. SAUPEC/RobMech/PRASA Conf. SAUPEC/RobMech/PRASA 2020, 2020, doi: 10.1109/SAUPEC/RobMech/PRASA48453.2020.9040992.es_CO
    dc.relation.references“Laurens Van Hoye Design of a control framework for industrial drone assistance,” 2016.es_CO
    dc.relation.referencesM. M. Ferdaus, M. Pratama, S. G. Anavatti, M. A. Garratt, and E. Lughofer, “PAC: A novel self-adaptive neuro-fuzzy controller for micro aerial vehicles,” Inf. Sci. (Ny)., vol. 512, no. xxxx, pp. 481–505, 2020, doi: 10.1016/j.ins.2019.10.001.es_CO
    dc.relation.referencesC. H. Pi, K. C. Hu, S. Cheng, and I. C. Wu, “Low-level autonomous control and tracking of quadrotor using reinforcement learning,” Control Eng. Pract., vol. 95, no. April 2019, p. 104222, 2020, doi: 10.1016/j.conengprac.2019.104222.es_CO
    dc.relation.referencesI. and M. J. R. J. P. Ortiz, Member, IEEE, L. I. Minchala, Member, “Nonlinear Robust H-Infinity PID Controller for the Multivariable System Quadrotor.”es_CO
    dc.relation.referencesF. A. Goodarzi and T. Lee, “Dynamics and control of quadrotor UAVs transporting a rigid body connected via flexible cables,” Proc. Am. Control Conf., vol. 2015-July, pp. 4677–4682, 2015, doi: 10.1109/ACC.2015.7172066.es_CO
    dc.relation.referencesJ. Geng and J. W. Langelaan, “Implementation and demonstration of coordinated transport of a slung load by a team of rotorcraft,” AIAA Scitech 2019 Forum, no. January, pp. 1–19, 2019, doi: 10.2514/6.2019-0913.es_CO
    dc.relation.referencesM. Brushless, E. Alcaide, D. Cabañez, and M. Castro, “MÁQUINAS ELÉCTRICAS.”es_CO
    dc.relation.referencesP. Anand, P. Arjun, N. Bharath Kumar, K. Gowtham, and A. Professor, “Drone Ambulance Support System,” Int. J. Eng. Tech., vol. 4, no. 2, pp. 369–373, 2018, [Online]. Available: http://www.ijetjournal.org.es_CO
    dc.relation.references“Propiedades del PLA.” https://sites.google.com/view/poliacidolactico coma/poliácido-láctico/propiedades-del-pla (accessed Jun. 09, 2020).es_CO
    dc.relation.referencesF. Adamo et al., “Designing and prototyping a sensors head for test and certification of UAV components,” Int. J. Smart Sens. Intell. Syst., vol. 10, no. 3, pp. 646–672, 2017, doi: 10.21307/ijssis-2017-228.es_CO
    dc.relation.references“Matlab_MiP/beta-IMU at master · ktalke12/Matlab_MiP · GitHub.” https://github.com/ktalke12/Matlab_MiP/tree/master/beta-IMU (accessed Jun. 09, 2020).es_CO
    dc.relation.references“BeagleBone Blue | Getting Started - YouTube.” https://www.youtube.com/watch?v=pTpUMajQS_U (accessed Jun. 09, 2020).es_CO
    dc.rights.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2es_CO
    dc.type.coarversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1es_CO
    Aparece en las colecciones: Ingeniería Mecatrónica

    Ficheros en este ítem:
    Fichero Descripción Tamaño Formato  
    Rangel_2020_TG.pdfRangel_2020_TG5,93 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir
    Mostrar el registro sencillo del ítem


    Los ítems de DSpace están protegidos por copyright, con todos los derechos reservados, a menos que se indique lo contrario.