Diseño y construcción de un prototipo UAV multirotor de mini escala con estructura aerodinámica de ala fija

Abstract

Este proyecto de investigación presenta el desarrollo de un prototipo UAV de ala fija con sistema de control multi rotor. El modelo pretende mejorar la autonomía de vuelo de un multirotor aprovechando características aerodinámicas. La fuerza de sustentación generada por el ala reduce la potencia requerida por los motores para levantar la estructura durante vuelo horizontal hacia adelante. Para la selección del perfil alar y el dimensionamiento del ala se considera el peso necesario a levantar, el coeficiente de sustentación propio de la geometría del perfil, y el ángulo de ataque. El estudio del ala se hizo usando FoilSim III en un perfil alar FX63-120 para obtener las fuerzas de sustentación y arrastre del ala. El control se realiza a través de un controlador OSS Pixhawk Mini como autopiloto. La sustentación del ala es considerada una perturbación externa que provoca cambios en la altitud, modificando el comportamiento del controlador reduciendo la frecuencia de la señal PWM enviada al ESC de cada motor. El prototipo es controlado a través del radio control o en misión. El modelo matemático es representado mediante aproximación numérica considerando múltiples sistemas SISO (Single Input Single Output). La obtención de señales muestra un comportamiento impredecible durante el control manual, pero en misiones controladas existe información aceptable.