Se o Quadrotor é um Sistema Não-Linear MIMO, Como ele pode ser controlado usando o PID? [fechadas]

If the Quadcopter is a MIMO Nonlinear System, How Can it be Controlled using PID?

Exatamente como você mencionou mais tarde:

Does the model need to be linearized so that PID algorithms can be used?

Sim, está correto.

Para ser um pouco mais explícito, você precisa de duas coisas:

• linearizar o sistema (geralmente em torno de um chamado "ponto de trabalho", por exemplo, condições de cruzeiro)
• desassocia o sistema (porque um MIMO linearizado ainda é um MIMO, você precisa de um conjunto de 4 SISOs)

Alcançar o primeiro é bastante simples, como eu mencionei, você "só" tem que selecionar um ponto de trabalho. O segundo é um pouco mais elaborado, e requer suposições sobre as condições de vôo que serão encontradas, e nem sempre é possível, alguns veículos têm sua dinâmica acoplada de forma que o desacoplamento não é uma opção (e, assim, os PIDs simples tendem para não ser uma opção viável se você tiver que ajustá-los manualmente).

Você pode usar algoritmos PID para controlar sistemas bastante complexos. Afinal, é apenas um sistema de feedback, que em si é um conceito robusto. O problema é, antes, controlá-los de maneira ideal ; ou, em outras palavras, como selecionar os melhores ganhos.

Todos os métodos clássicos de seleção de ganho requerem a linearização do sistema em torno de um determinado ponto (condição de vôo) ou múltiplos pontos com escalonamento de ganho. Mas nada impede que você conserte o sistema de controle aleatoriamente até que ele funcione.

Este último não é tão estúpido quanto parece. Vários algoritmos genéticos mostraram otimizar PIDs para sistemas MIMO não-lineares / complexos com muito sucesso.