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dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)spa
dc.contributor.authorSarmiento-Rojas, Jefferson
dc.date.accessioned2023-02-06T15:51:56Z
dc.date.available2023-02-06T15:51:56Z
dc.date.issued2022
dc.identifier.citationJ. Sarmiento-Rojas, “Diseño de un controlador robusto basado en Lmis aplicado en un Quadrotor”, INGE CUC, vol. 18, no. 1, pp. 38–50, 2022. DOI: http://doi.org/spa
dc.identifier.issn0122-6517spa
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11323/9865
dc.description.abstractIntroducción— Una Aeronave No Tripulada UAV o UAVS, por sus siglas en inglés, es aquella capaz de realizar un vuelo sin necesidad de tener un piloto a bordo. Las técnicas de control aplicadas en sistemas de aeronaves no tripuladas son utilizadas para mejorar el desempeño y estabilidad de estos sistemas. Varias técnicas de control se han creado con el objetivo de automatizar este tipo de sistemas, teniendo como objetivo final mejorar el rendimiento buscando las condiciones óptimas de desempeño. Los quadrotores son un tipo de vehículo aéreo no tripulado que actualmente es utilizado debido a su facilidad de Despegue y Aterrizaje Vertical (VTOL), es un sistema ideal para aplicar estrategias de control debido a su modelo matemático no linealidad y su comportamiento inestable ante perturbaciones externas, que en su mayoría son variables ambientales. Objetivo: Establecer las ventajas que presenta la implementación de un control robusto basado en desigualdades lineales matriciales, frente a un controlador por realimentación de estados implementado en un vehículo aéreo no tripulado tipo quadrotor. Metodología— En este trabajo se diseñaron e implementaron dos estrategias de control lineal: control por realimentación de estados, y control basado en Desigualdades de Matriz Lineal LMI, por lo tanto, en este trabajo utilizó un modelo linealizado del quadrotor representado en variables de estado. Resultados— Los controladores son estables frente a perturbaciones externas y perturbaciones dadas por el ambiente. Para el caso de los ángulos Pitch y Roll, el set point fue ajustado en 0 grados, y para el caso del ángulo yaw, el set point fue ajustado en 100 grados. En este trabajo se muestra el desempeño de la estrategia de control basada en LMIs, tiempos de respuesta cortos y mantiene un punto de equilibrio entre –2 y 2 grados de cada eje, permitiendo estabilizar el quadrotor en cada ángulo de rotación. Conclusiones— El controlador basado en LMIs presenta múltiples ventajas frente a la estrategia de control por realimentación de estados, ya que permite incluir varios criterios de diseño de controladores como lo son: la entrada de control, la ubicación de polos, la definición de la norma H infinito, incertidumbres y perturbaciones. Además, el controlador basado en LMIs se presenta como una solución para ser implantada en un sistema real ya que mejoró significativamente el sobre pico máximo, la respuesta ante perturbaciones externas, el tiempo de respuesta y estabilización de quadrotor en las pruebas realizadas.spa
dc.description.abstractIntroduction— An Unmanned Aircraft UAV or UAVS, for its acronym in English, is one capable of performing a flight without the need for a pilot on board. The control techniques applied in unmanned aircraft systems are used to improve the performance and stability of these systems. Several control techniques have been created to automate systems, aiming to improve the performance of these looking for optimal performance conditions. Quadrotors are a type of unmanned aerial vehicle that is currently used due to its ease of Vertical Take-Off and Landing (VTOL), it is an ideal system to apply control laws because of its non-linearity and its unstable behavior in the face of external disturbances, usually environmental variables. Objective— Establish the advantages of the implementation of a robust control based on linear matrix inequalities, compared to a state feedback controller implemented in a quadrotor type unmanned aerial vehicle. Methodology— Two linear control strategies were designed and implemented: control by location of poles and zeros, and control based on Linear Matrix Inequalities LMI; therefore, in this work a linear model of the quadrotor represented in state variables was used. Results— The controllers are stable against external disturbances and disturbances caused by the environment. For the Pitch and Roll angles, the set point was adjusted to 0 degrees, and for the yaw angle, the set point was adjusted to 100 degrees. This paper shows the performance of the control strategy based on LMIs, short response times and maintains an equilibrium point between –2 and 2 degrees on each axis, allowing the quadrotor to stabilize at each angle of rotation. Conclusions— The controller based on LMIs has multiple advantages compared to the state feedback control strategy, since it allows the inclusion of several controller design criteria such as: the control input, the poles location, the definition of the infinite H norm, uncertainties, and disturbances. In addition, the LMIbased controller is presented as a solution to be implemented in a real system as it significantly improved the maximum overshoot, the response to external disturbances, the response time and quadrotor stabilization in the tests carried out.eng
dc.format.extent13 páginasspa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.language.isoengspa
dc.publisherCorporación Universidad de la Costaspa
dc.rightsDerechos de autor 2022 INGE CUCspa
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/spa
dc.sourcehttps://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/view/2911spa
dc.titleDiseño de un controlador robusto basado en Lmis aplicado en un Quadrotorspa
dc.typeArtículo de revistaspa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.identifier.doi10.17981/ingecuc.18.1.2022.04
dc.identifier.eissn2382-4700spa
dc.identifier.instnameCorporación Universidad de la Costaspa
dc.identifier.reponameREDICUC – Repositorio CUCspa
dc.identifier.repourlhttps://repositorio.cuc.edu.co/spa
dc.publisher.placeColombiaspa
dc.relation.ispartofjournalINGE CUCspa
dc.relation.references[1] L. L. Gomes, L. P. Leal, T. R. Oliveira, J. P. V. S. Cunha & T. C. Revoredo, “Unmanned Quadcopter Control Using a Motion Capture System,” IEEE Lat Am Trans, vol. 14, no. 8, pp. 3606–3613, Aug. 2016. https://doi.org/10.1109/TLA.2016.7786340spa
dc.relation.references[2] V. M. Becerra, “Autonomous Control of Unmanned Aerial Vehicles,” ELEC, vol. 8, no. 4, pp. 1–5, Apr. 2019. https://doi.org/10.3390/electronics8040452spa
dc.relation.references[3] B. J. Emran & H. Najjaran, “A review of quadrotor: An underactuated mechanical system,” Annu Rev Control, vol. 46, pp. 165–180. Oct. 2018. https://doi.org/10.1016/j.arcontrol.2018.10.009spa
dc.relation.references[4] G. Farid, H. Mo, S. M. Ali & Q. Liwei, “A review on linear and nonlinear control techniques for position and attitude control of a quadrotor,” Control Intell Syst, vol. 45, no. 1, pp. 43–57, Feb. 2017. https://doi. org/10.2316/Journal.201.2017.1.201-2819spa
dc.relation.references[5] A. Zulu & S. John, “A Review of Control Algorithms for Autonomous Quadrotors,” Open J Appl Sci, vol. 4, no. 14, pp. 547–556, Dec. 2014. https://doi.org/10.4236/ojapps.2014.414053spa
dc.relation.references[6] B. Lara, E. Fagua, J. Salamanca & O. Higuera, “Design and implementation of control system for unmanned aerial vehicle quadrotor,” Tecnura, vol. 21, no. 53, pp. 32–46, Sep. 2017. https://doi. org/10.14483/22487638.10256spa
dc.relation.references[7] “The Top 100 Drone Companies to Watch in 2022.” UAV Coach. Jun 14, 2022. [Online]. Available: https:// uavcoach.com/drone-companies/spa
dc.relation.references[8] “Turnigy Micro Quad V3 P & P ARF Incluye Junta de Control de Vuelo LCD KK2.1.” HobbyKing. Sep 17, 2022. [Online]. Available: https://hobbyking.com/es_es/turnigy-micro-quad-v3-p-p-arf-includeskk2-1-lcd-flight-control-board.html?___store=es_esspa
dc.relation.references[9] G. V. Raffo & M. M. de Almeida, “Nonlinear robust control of a quadrotor UAV for load transportation with swing improvement,” presented at the 2016 American Control Conference, ACC, BSN, MA, USA, 6-8 Jul. 2016. https://doi.org/10.1109/ACC.2016.7525403spa
dc.relation.references[10] J. Li, R. Li & H. Zheng, “Quadrotor modeling and control based on Linear Active Disturbance Rejection Control,” presented at the 35th Chinese Control Conference, CCC, CTU, CN, 27-29 Jul. 2016. https://doi. org/10.1109/ChiCC.2016.7555045spa
dc.relation.references[11] C. A. Torres-Pinzon, R. Giral & R. Leyva, “LMI-Based Robust Controllers for DC-DC Cascade Boost Converters,” J Power Electron, vol. 12, no. 4, pp. 538–547, Jul. 2012. https://doi.org/10.6113/ JPE.2012.12.4.538spa
dc.relation.references[12] J. Rubio, J. Perez-Cruz, Z. Zamudio & J. Salinas, “Comparison of two quadrotor dynamic models,” IEEE Lat Am Trans, vol. 12, no. 4, pp. 531–537, Jun. 2014. https://doi.org/10.1109/TLA.2014.6868851spa
dc.relation.references[13] J. Lofberg, “YALMIP: a toolbox for modeling and optimization in MATLAB,” presented at the International Conference on Robotics and Automation, IEEE, NOLA, LA, USA, 2-4 Sep. 2004. https://doi. org/10.1109/CACSD.2004.1393890spa
dc.relation.references[14] S. Gomáriz y F. Guinjoan, “Diseño de un controlador difuso supervisor para la regulación de un convertidor conmutado elevador,” Rev Ing, no. 28, pp. 38–50, Nov. 2008. https://doi.org/10.16924/revinge.28.6spa
dc.relation.references[15] J. Kim, S. A. Gadsden & S. A. Wilkerson, “A Comprehensive Survey of Control Strategies for Autonomous Quadrotors,” Can J Electr Comput Eng, vol. 43, no. 1, pp. 3–16, May. 2020. https://doi.org/10.1109/ CJECE.2019.2920938spa
dc.subject.proposalControl automáticospa
dc.subject.proposalGuadrotoreng
dc.subject.proposalControl robustospa
dc.subject.proposalLMIsspa
dc.subject.proposalRealimentación de estadosspa
dc.subject.proposalAutomatic controleng
dc.subject.proposalRobust controleng
dc.subject.proposalState feedbackeng
dc.title.translatedDesign of a robust controller based on Lmis applied on a Quadrotor
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1spa
dc.type.contentTextspa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/articlespa
dc.type.redcolhttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTspa
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersionspa
dc.relation.citationendpage50spa
dc.relation.citationstartpage38spa
dc.relation.citationissue1spa
dc.relation.citationvolume18spa
dc.type.coarversionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85spa
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa


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