Predictive control of longitudinal and latero-direccional movement of unmanned aircraft

Abstract

This paper presents the procedure of tuning and simulation of an adaptive predictive control strategy to control the longitudinal and latero-directional movements of a unmanned aerial vehicle (UAV), using the Matlab ® - Simulink® platform. Uses the mathematical model of a UAV which are initially performed simulations of the system in open loop, identification is carried on online, and predictive control and PID controllers algorithms are implemented with the parameters obtained, to control the angle of pitch, roll and yaw. Control strategies used presented a good performance and manage to stabilize the aircraft properly. Finally, they are presented and analyzed the results of the performance of the system with predictive control and PID control using metrics of the integral of the error and of the work of the manipulated variable.

En este artículo se presenta el procedimiento de sintonización y simulación de una estrategia de control predictivo adaptativo para controlar los movimientos longitudinal y latero-direccional de un vehículo aéreo no tripulado (VANT), utilizando la plataforma Matlab®-Simulink®. Se utiliza el modelo matemático de un VANT con el cual se realizan inicialmente las simulaciones del sistema en lazo abierto, se lleva a cabo su identificación en línea y, con los parámetros obtenidos, se implementan algoritmos de control predictivo y controladores PID para controlar los ángulos de pitch, roll y yaw. Las estrategias de control utilizadas muestran un buen desempeño y logran estabilizar adecuadamente la aeronave. Finalmente, se presentan y analizan los resultados del desempeño del sistema con el control predictivo y con el control PID utilizando métricas de la integral del error y del trabajo de la variable manipulada.