CONTROL PID MULTIVARIABLE DE UN PROTOTIPO DE HELICÓPTERO DE DOS GRADOS DE LIBERTAD UTILIZANDO ALGORITMOS EVOLUTIVOS

Resumen

El desarrollo de aplicaciones de control para helicópteros representa un gran desafío por sus numerosos grados de libertad, su predominante dinámica no lineal y el fuerte acoplamiento entre sus variables. Para abordar esta problemática, se construyó un prototipo a escala de un helicóptero de dos grados de libertad (H2-GdL) utilizando materiales de bajo costo y tecnologías open source (Arduino y Scilab / Xcos). El modelo del prototipo se obtuvo con el toolbox de identificación de sistemas de MATLAB y luego se analizó la interacción entre las variables del sistema. Como estrategia de control, se emplearon controladores PID-2GdL ideales con filtro de primer orden y desacoplo estático. Los controladores se sintonizaron con los algoritmos evolutivos: optimización por enjambre de partículas (PSO) y búsqueda de cuco (CS), minimizando mediante simulación por lotes una función multiobjetivo que contempló los índices de desempeño IAE e IAU. Los mejores modelos identificados en lazo abierto con el método del error de predicción (PEM) presentaron estructuras Box Jenkins y ARMAX con una precisión moderada, los cuales arrojaron los menores errores durante la estimación y validación. La técnica de control aplicada permite obtener controladores PID con excelentes prestaciones, baja variabilidad, adecuada robustez para el seguimiento de la referencia y el rechazo de perturbaciones de carga con un mínimo error en estado estacionario y un esfuerzo de control aceptable.