Helicóptero a escala

Introducción

Los helicópteros a escala son cada ves mas populares para plataformas de vehículos aéreos no

tripulados (UAV’s), este tipo de tecnología ha experimentado un importante desarrollo motivado

por sus ventajas en misiones con riesgo para vuelos tripulados o con requerimientos de elevada

maniobrabilidad o dimensiones reducidas en las aeronaves. Los costes de explotación de los UAV’s

también pueden ser menores que los vuelos tripulados en diferentes aplicaciones. Los vehículos

aéreos no tripulados de ala rotatoria (RUAV’s) son básicamente helicópteros autónomos.

Recientemente, la evolución de las tecnologías de los UAV’s, la miniaturización de los sensores y los

progresos en sistemas de control apuntan hacia su uso generalizado en aplicaciones como

desastres naturales, búsqueda y rescate, vigilancia, inspección de instalaciones y estructuras,

cinematografía y realización de mapas del terreno.

En algunas de las mencionadas aplicaciones se necesitan funcionalidades como el despegueaterrizaje

vertical y el vuelo estacionario (hovering). Los helicópteros autónomos son las plataformas

más utilizadas en robótica aérea debido a las propiedades mencionadas anteriormente y a una

mayor carga útil que la ofrecida por otras aeronaves de despegue y aterrizaje vertical.

Pilotar un helicóptero a escala es un gran reto debido a que se requiere conocer y controlar los

mandos principales como el colectivo, cíclico lateral y longitudinal, colectivo de cola y velocidad del

motor. Mantener el helicóptero en hovering es una de las maniobras mas difíciles, porque requiere

manipular los controles principales de forma activa ya que el helicóptero no tiende a un estado

estable estacionario.

La necesidad que se cubre en este trabajo es que el usuario pueda pilotar de forma más

transparente el helicóptero dando una mejor experiencia de vuelo, reducir las probabilidades de

estrellar el helicóptero y por ende reducir los costos de reparación debido a choques.

El objetivo de esta tesis, es el desarrollo de un sistema de control para la estabilización del

helicóptero a escala, de tal forma que sea fácil el manejo para las personas con poca experiencia.

! 1

Sistemas Neuro-Difusos

Para lograr que las personas puedan pilotar el helicóptero de manera mas segura se promediará la

señal de control con la señal del control del piloto, de esta manera se le provee estabilidad al

helicóptero sin necesidad de ser un piloto experto.

Para poder lograr este objetivo, es importante considerar:

• La necesidad de contar con un piloto de radio-control para el desarrollo del sistema autónomo

y por razones de seguridad.

• La importancia del mantenimiento mecánico y prueba de todos los componentes mecánicos,

eléctricos y electrónicos antes de cada vuelo, lo que es especialmente critico en plataformas

de bajo costo que se derivan de helicópteros de radio-control.

• La relevancia de las limitaciones de peso y consumo, particularmente para helicópteros

pequeños que imponen importantes restricciones en el hardware y software que puede

ejecutarse abordo. Estas limitaciones hacen especialmente interesante el empleo de avances

recientes en miniaturización de sensores y actuadores y el empleo de sistemas de control.

• Relevancia del diseño

...