Prototipo didáctico basado en el concepto de un helicóptero de dos grados de libertad para la universidad El Bosque
No hay miniatura disponible
Archivos
Fecha
2024-05
Autores
Título de la revista
Publicado en
Publicado por
URL de la fuente
Enlace a contenidos multimedia
ISSN de la revista
Título del volumen
Resumen
Este proyecto contempla el diseño y construcción de un prototipo didáctico de dos grados de libertad de múltiples entradas y salidas (SISO), de bajo costo, flexible, no lineal y escalable.
Este prototipo se centra en el concepto de un helicóptero que este acoplado desde su centro de gravedad a una base fija. Se tiene un pivote central, generando dos movimientos angulares, dentro del eje z y en el eje x. Encontrando así, en cada extremo un motor sujeto con una hélice respectivamente, donde se genera el movimiento del sistema a través del empuje de este.
Se diseñaron estrategias de control y el algoritmo a utilizar en base a la técnica tradicional (PID). Su implementación se realizó utilizando un computador y con el soporte del software Matlab-Simulink, Python y aplicación de Arduino.
En resumen, se desarrolló un prototipo con los principios de un sistema (MIMO) no lineal, con ángulo de ataque de rotores fijos y fuerzas aerodinámicas, controlando las velocidades de los motores. Se diseñaron los controladores y se implementó aplicaciones en tiempo real con diversas estrategias de control y sus respectivas interfaces de visualización de datos.
Se obtuvo un controlador horizontal de seguimiento y una estabilización proporcionada por la estrategia (PID) con compensación de gravedad.
Descripción
Abstract
This project includes the design and construction of a low-cost, flexible, non-linear and scalable two-degree-of-freedom multiple input and output (SISO) educational prototype.
This prototype focuses on the concept of a helicopter that is coupled from its center of gravity to a fixed base. There is a central pivot, generating two angular movements, within the z axis and in the x axis. Thus finding, at each end, a motor held with a propeller respectively, where the movement of the system is generated through its thrust.
Control strategies and the algorithm to be used were designed based on the traditional technique (PID). Its implementation was carried out using a computer and with the support of Matlab-Simulink software, Python and Arduino application.
In summary, a prototype was developed with the principles of a nonlinear (MIMO) system, with angle of attack of fixed rotors and aerodynamic forces, controlling the speeds of the engines. Controllers were designed and real-time applications were implemented with various control strategies and their respective data visualization interfaces.
A horizontal tracking controller and strategy-provided stabilization (PID) with gravity compensation were obtained.
Palabras clave
PID, Sistema MIMO, Diseño, Fuerzas Aerodinámicas, Interfaz.
Keywords
PID, MIMO system, Design, Aerodynamic Forces, Interface