Control de UAVs con autopiloto PX4 y Matlab-Simulink

Abstract

En los últimos años, la industria de los UAV ha experimentado un auge significativo. Su polivalencia y accesibilidad, gracias a los diversos desarrollos realizados durante años, han permitido su introducción en diversidad de mercados. Este trabajo se enfoca en dos desarrollos para drones: el autopiloto PX4 y la herramienta de Matlab para drones UAV ToolBox. Este trabajo presenta dos objetivos principales. El primero de ellos consiste en la descripción del autopiloto PX4 y el UAV ToolBox de MatLab. El segundo, en utilizar ambas herramientas para implementar un controlador de drones en vuelo. Durante el desarrollo del trabajo, se presentan otros elementos de software y hardware, como la estación de control terrestre o el simulador. Así mismo, se presentan dos controladores conocidos para multirotores: el control PID en cascada y el control geométrico. Ambos controladores son implementados usando el UAV Toolbox de MatLab y testeados mediante simulaciones SITL (Software In The Loop). Se realizará además una prueba de uno de ellos en HITL (Hardware In The Loop). El trabajo concluye con observaciones y mejoras derivadas de los resultados obtenidos.

In recent years, the UAV industry has experienced significant growth. Their versatility and accessibility, thanks to various developments over the years, have allowed their introduction into a variety of markets. This work focuses on two developments for drones: the PX4 autopilot and the Matlab tool for UAVs, the UAV ToolBox. This work presents two main aims. The first one consists in describing the PX4 autopilot and the MatLab’s UAV ToolBox. The second objective is to use both tools to implement a controller for drones in flight. During the development of the work, other software and hardware elements are presented, such as the ground control station or the simulator. Likewise, two well-known controllers for multirotors are presented: the cascade PID and the geometric control. Both controllers are implemented using the UAV Toolbox from MatLab and tested through SITL (Software in the Loop) simulations. Additionally, one of them will be tested in HITL (Hardware in the Loop). The work concludes with observations and improvements originated from the obtained results.