Vés al contingut (premeu Retorn)

Disseny i desenvolupament d'un pilot automàtic complet per un UAV

El projecte

Raptor 30

Aquest projecte va començar el 2008 en el marc de dos ajuts del govern espanyol (refs. DPI2005-04722 i DPI2008-00403) liderats pels investigadors Ricardo Sánchez-Peña i Bernardo Morcego. Va ser desenvolupat per membres del grup de recerca SAC, de la Universitat Politècnica de Catalunya. L'objectiu del projecte era crear una plataforma estimulant i desafiadora per poder realitzar experiments de control i identificació sobre ella. Tanmateix, el disseny d'aquest sistema de pilot automàtic es va convertir en un repte en sí mateix i es van dedicar esforços importants en el seu desenvolupament.

Les aeronaus

La plataforma consisteix en diversos helicòpters d'escala reduïda modificats per poder volar autònomament. Es disposa de dos models diferents de la marca Thunder Tiger: un Raptor 30 de benzina i un Raptor E50 elèctric. Es tracta d'helicòpters de radio control d'una envergadura aproximada de 1,5m amb 5 canals de control i  les típiques complexitats mecàniques dels helicòpters de passatgers.

 

 

 

El pilot automàtic

esquema pilot automatic

El pilot automàtic es configura al voltant de tres subsistemes: l'helicòpter de ràdio control, el computador de bord i l'estació de control de terra. L'helicòpter porta la instrumentació, el computador per controlar el sistema i els receptors i dispositius per poder comunicar-se amb l'estació de control de terra i fer el canvi de pilot manual a automàtic. Tots els dispositius són peces comercials fàcils d'adquirir i van ser ensamblats, connectats i programats per membres del grup de recerca.

El pilot automàtic funciona gràcies a la coordinació de diversos subsistemes. La part més delicada és l'ordinador de bord donat que és qui s'encarrega de rebre les dades dels sensors, les comandes del pilot d'emergència, s'encarrga també de les comunicacions amb l'estació de control de terra, de calcular les accions de control de l'helicòpter i finalment de actuar sobre els servos que governen la nau. L'ordinador de bord és una màquina linux amb l'extensió de temps real i el programa que controla tot el sistema està organitzat com una aplicació multifil.

Amb aquesta plataforma s'han realitzat diversos experiments existosos. D'una banda s'han fet experiments d'identificació paramètrica dels models que descriuen les dinàmiques del capcineig (pitch), balanceig (roll) i guinyada (yaw) independentment. D'una altra s'han realitzat experiments de control d'actitud amb resultats exitosos.