Diseño y Simulación de Algoritmos de Guiado de Aeronaves basados en Control Predictivo

Abstract

El presente Trabajo Fin de Grado constituye una aproximación a los sistemas de guiado para aviones no tripulados. Concretamente, se tratan el desarrollo y simulación de estrategias de guiado basadas en control predictivo. Suponiendo que existe un plan de vuelo con una trayectoria de referencia previamente calculada, se pretenden desarrollar algoritmos que permitan calcular las consignas de alto nivel (típicamente velocidad, ángulo de trayectoria y ángulo de balance) que debería seguir la aeronave, para que ésta pueda ejecutar eficientemente la misión deseada. El cálculo de estas consignas de guiado se realizará empleando técnicas de control predictivo. Para probar los algoritmos, primero se usan modelos de simulación simples para ponerlos a prueba, y más tarde son ensayados en un modelo realista del avión, incluyendo un controlador de bajo nivel. El objetivo primordial de este trabajo es mejorar los algoritmos existentes, para lo cual se abordan dos estrategias: en primer lugar, un control predictivo que use un horizonte de predicción con periodos de muestreo variables para la predicción del estado; y luego un control predictivo en el que se sustituyan las consignas en velocidad por consignas en aceleraciones.