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Diseño de un sistema de control óptimo y un control predictivo para un prototipo de helicóptero de tres grados de libertad

dc.contributor.advisorGonzález Acevedo, Hernandospa
dc.contributor.authorGuerrero Gómez, Yosman Alexisspa
dc.coverage.spatialColombiaspa
dc.date.accessioned2021-02-15T14:47:27Z
dc.date.available2021-02-15T14:47:27Z
dc.date.issued2019
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/12210
dc.description.abstractEl helicóptero de tres GDL es un sistema didáctico a escala muy útil e interesante que ha sido utilizado para explicar los efectos aerodinámicos y demostrar en forma práctica diferentes métodos de modelado, análisis y control. Debido a su aplicabilidad ha sido adquirido por varios cursos de ingeniería de control e investigación en diferentes universidades del mundo como bancos de pruebas.spa
dc.description.tableofcontentsOBJETIVOS 10 GENERAL 10 ESPECÍFICOS 10 INTRODUCCIÓN 11 CAPITULO 1: HELICÓPTERO DE TRES GDL 12 1.1 Modelo matemático. 13 1.1.1 Ecuaciones de movimiento. 14 1.1.1.1 Eje de Pitch. 14 1.1.1.2 Eje de Elevación. 15 1.1.1.3 Eje de Travel. 18 1.1.2 Resumen de las ecuaciones. 19 1.1.2.1 Caracterización del momento gravitacional. 19 1.2 Diseño mecánico. 20 1.2.1 Dimensionamiento. 21 1.2.2 Parámetros del modelo. 25 1.2.3 Diseño y análisis del eje de elevación 26 1.2.4 Diseño y análisis del eje de pitch 30 1.2.5 Diseño y análisis del eje de travel. 33 1.3 Diseño electrónico 35 1.3.1 Sensores 35 1.3.2 Motores. 38 1.3.2.1 Caracterización motores: 38 1.3.3 Anillo deslizante 39 1.3.4 Sistema de adquisición de datos 39 1.3.5 Circuito. 40 1.4 Prototipo final. 41 CAPITULO 2 SISTEMA DE CONTROL 42 2.1 Espacio de estados del sistema 42 2.1.1 Puntos de equilibrio 43 2.1.2 Linealización del modelo por espacio de estados 45 2.1.3 Modelo lineal en espacio de estados en tiempo discreto: 47 2.1.4 Comparación modelo no lineal y lineal 48 2.1.5 Modelo desacoplado. 49 2.2 Sistema de control por espacios de estados 50 2.3 Control LQG. 52 6 2.3.1 Control LQG del modelo acoplado en tiempo discreto. 52 2.3.1.1 Diseño de control LQR. 53 2.3.1.2 Diseño filtro Kalman. 54 2.3.2 Controlador LQG del modelo desacoplado en tiempo discreto. 56 2.3.2.1 Diseño elevación LQR 57 2.3.2.2 Diseño travel LQR 57 2.3.2.3 Diseño filtro Kalman Elevación 57 2.3.2.4 Diseño filtro Kalman travel 58 2.4 Control predictivo MPC 59 2.4.1 Algoritmo del control predictivo 59 2.4.2 Parámetros de sintonización 60 2.4.3 Formulación del MPC 61 2.4.3.1 Modelo de predicción 61 2.4.4 Model predictive control toolbox. 62 2.4.5 Control predictivo MPC del modelo acoplado 62 2.4.5.1 Diseño de control predictivo MPC. 63 2.4.6 Control predictivo MPC del modelo desacoplado 65 2.4.6.1 Diseño de control predictivo MPC elevación. 66 2.4.6.2 Diseño de control predictivo MPC travel. 66 2.5 Interfaz gráfica. 68 2.5.1 Sección 1ª de la interfaz grafica 69 2.5.2 Selección de los diferentes tipos de setpoint. 70 CAPITULO 3 VALIDACION DE CONTROLADORES 73 3.1 Implementación control LQG acoplado 73 3.2 Implementación control LQG desacoplado. 74 3.3 Implementación control predictivo MPC Acoplado. 75 3.4 Implementación control predictivo MPC desacoplado. 76 3.5 Análisis de resultados 77 CONCLUSIONES 81 BIBLIOGRAFÌA 83 ANEXOS 85spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.language.isospaspa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/*
dc.titleDiseño de un sistema de control óptimo y un control predictivo para un prototipo de helicóptero de tres grados de libertadspa
dc.title.translatedDesign of an optimal control system and predictive control for a three-degree-of-freedom helicopter prototypespa
dc.degree.nameIngeniero Mecatrónicospa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
dc.publisher.facultyFacultad Ingenieríaspa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería Mecatrónicaspa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.localTrabajo de Gradospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.subject.keywordsMechatroniceng
dc.subject.keywordsGDL helicoptereng
dc.subject.keywordsMathematical modeleng
dc.subject.keywordsMechanical designeng
dc.subject.keywordsPrototype developmenteng
dc.subject.keywordsFlying apparatuseng
dc.subject.keywordsDigital controleng
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNABspa
dc.type.hasversioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa
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dc.contributor.cvlacGonzález Acevedo, Hernando [0000544655]*
dc.contributor.googlescholarGonzález Acevedo, Hernando [V8tga0cAAAAJ]*
dc.contributor.orcidGonzález Acevedo, Hernando [0000-0001-6242-3939]*
dc.contributor.scopusGonzález Acevedo, Hernando [55821231500]*
dc.contributor.researchgateGonzález Acevedo, Hernando [Hernando-Gonzalez]*
dc.subject.lembMecatrónicaspa
dc.subject.lembDesarrollo de prototiposspa
dc.subject.lembAparatos voladoresspa
dc.subject.lembControl digitalspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.unab.edu.cospa
dc.description.abstractenglishThe three-DOF helicopter is a very useful and interesting scale learning system that has been used to explain aerodynamic effects and to demonstrate in a practical way different methods of modeling, analysis and control. Due to its applicability, it has been acquired by various control and research engineering courses at different world universities as test benches.eng
dc.subject.proposalHelicóptero GDLspa
dc.subject.proposalModelo matemáticospa
dc.subject.proposalDiseño mecánicospa
dc.type.redcolhttp://purl.org/redcol/resource_type/TP
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia*
dc.coverage.campusUNAB Campus Bucaramangaspa
dc.description.learningmodalityModalidad Presencialspa


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