UAV fully-actuated: modelo, control y comparación con configuración coplanaria

UAV FULLY-ACTUATED: MODELO, CONTROL Y COMPARACI ´ ON CON CONFIGURACI ´ ON COPLANARIA Antonio Gonz´alez-Morgado, Carlos ´ Alvarez-C´ıa, Guillermo Heredia, An´ıbal Ollero man[email protected], caralv[email protected], [email protected], [email protected] Laboratorio de Rob´otica GRVC, Universidad de Sevilla Avd. de los Descubrimientos, s/n, 41092 Sevilla, Espa˜na Resumen Con el desarrollo de la rob´otica a´erea han aparecido nuevas plataformas de multirotores de actuaci´on completa (fully-actuated en ingl´es), las cuales tienen la capacidad de desplazarse sin inclinar la plataforma. Este art´ıculo presenta una comparaci´on en cuanto a capacidades de movimiento entre un hexarotor de rotores coplanarios, configuraci´on est´andar, y un hexarotor de rotores inclinados, configuraci´on fully-actuated. Para ello, se presenta el dise˜no, modelo y control de ambas configuraciones. Tras el montaje de las plataformas, se comparan con diferentes trayectorias. As´ı mismo, se muestran capacidades exclusivas de la plataforma fully-actuated, como la capacidad de mantenerse en hover con un ´angulo de inclinaci´on. Palabras clave: Rob´otica A´erea, UAVs, Multirotores, Fully-Actuated. 1. INTRODUCCI ´ ON El uso de multirotores, plataformas a´ereas con m´as de dos rotores, ha aumentado considerablemente, llegando a ser usados en diferentes aplicaciones como puede ser la fotograf´ıa, la protecci´on del medio ambiente o inspecci´on [1]. Los multirotores convencionales, es decir, de rotores coplanarios, son plataformas subactuadas, ya que deben variar su actitud para poder moverse lateralmente [8]. Esto dificulta su uso en aplicaciones donde se necesita alta precisi´on o ejercer fuerzas [4]. En los ´ultimos a˜nos, para aumentar la capacidad de actuaci´on de los multirotores, se han desarrollado nuevos dise˜nos, gracias a los cuales la plataforma deja de estar subactuada [7]. Estas plataformas son conocidas como fully-actuated [9, 11]. En [3], usando ocho motores bidireccionales colocados en diferentes orientaciones, se desarrolla un UAV omnidireccional, el cual se puede desplazar y orientar en cualquier direcci´on. As´ı mismo, en [5], se desarrolla un quadrotor en el cual cada h´elice se puede orientar de manera independiente usando servomotores. De manera similar, en [6] se desarrolla un hexarorotor cuyas h´elices se inclinan usando un ´unico servomotor, permitiendo pasar de una configuraci´on coplanaria a una de rotores inclinados. Aunque los dise˜nos presentados anteriormente aumentan las capacidades de la plataforma, es necesario aumentar el n´umero de actuadores, mediante servomotores o mediante rotores bidireccionales. En otro tipo de plataforma fully-actuated los rotores est´an inclinados unos ´angulos αyβfijos y, por lo tanto, no var´ıan durante el vuelo. Este dise˜no permite tener una plataforma fully-actuated sin necesidad de aumentar las se˜nales de control, permitiendo el desplazamiento sin variar los ´angulos de roll ypitch (ver figura 1), y se ha utilizado para inspecci´on de infraestructuras [10] y para inspecci´on de instalaciones industriales [12]. Figura 1: Movimiento de ambas configuraciones. En este art´ıculo se desarrolla una comparativa entre un hexarotor est´andar y un hexarotor fullyactuated. La configuraci´on seleccionada para el hexarotor fully-actuated es un hexarotor de h´elices inclinadas, en el cual cada h´elice ha sido orientada unos ´angulos αyβfijos, como la plataforma de [10]. Se ha elegido esta plataforma ya que no hay que a˜nadir m´as se˜nales de control, siendo necesario ´unicamente rotar los motores con alguna pieza dise˜nada y desacoplar el control de actitud y posici´on. El art´ıculo presenta el dise˜no, el modelo din´amico y la estrategia de control de ambas configuraciones. As´ı mismo, las capacidades de movimiento de ambas plataformas son comparadas con dos trayectorias diferentes. Adem´as, el art´ıculo presenta una maniobra exclusiva de la plataforma fully-actuated: el hover inclinado, es decir, XLIII Jornadas de Automática 700 Robótica https://doi.org/10.17979/spudc.9788497498418.0700 mantenerse en hover variando roll ypitch. El art´ıculo se organiza de la siguiente manera: la secci´on 2 presenta el dise˜no y montaje de la configuraci´on de rotores coplanarios y de inclinados. A continuaci´on, en la secci´on 3 se presenta el modelo din´amico de ambas configuraciones, mostrando las capacidades de movimiento sin inclinaci´on de la plataforma fully-actuated. Posteriormente, la secci´on 4 muestra la estrategia de control de cada configuraci´on. Finalmente, en la secci´on 5 se presentan los experimentos por los que se comparan ambas plataformas. 2. DISE ˜ NO DEL UAV Para el dise˜no de la plataforma de rotores inclinados se ha partido de una estructura comercial, la cual ha sido modificada usando piezas impresas en 3D. En esta secci´on se presenta el hexarotor comercial utilizado, as´ı como el dise˜no de las piezas para convertirlo en un hexarotor de rotores inclinados. 2.1. Hexarotor est´andar La plataforma a´erea selecionada para este trabajo est´a compuesta del frame comercial DJI F550, usando los motores DJI 2312E, las h´elices DJI 9x4.5 y los variadores XRotor 40A. Para aumentar el espacio interior del frame, se usan espaciadores impresos en 3D en PLA, tal como muestra la figura 2. Figura 2: Componentes del hexarotor coplanario El hexarotor usa Ardupilot [2] como autopiloto, el cual se ejecuta en una Raspberry Pi 4 conectada a la placa de sensores Navio2 de Emlid. Todo el sistema est´a alimentado por una ´unica bater´ıa LiPo 4S, de capacidad 5300 mAh. La tabla 1 muestra las caracter´ısticas de la plataforma. Las caracter´ısticas que cambian seg´un sea plataforma est´andar o plataforma fully-actuated se muestran en la tabla 2. 2.2. Dise˜no de rotores inclinados Para modificar la plataforma de rotores coplanarios presentada anteriormente se usan piezas im- Tabla 1: Caracter´ısticas de la plataforma. Par´ametro Valor IXX /IY Y /IZZ 0.03/0.03/0.054 [kgm2] H´elices DJI 9x4.5 [in] Motores DJI 2312E Variadores XRotor 40A Bater´ıa LiPo 4S, 5300 [mAh] Controladora RPi4 + Navio2 presas en 3D con ´acido polil´actico (PLA). Estas piezas recogen dos giros que permiten inclinar cada rotor. Cada motor est´a rotado siguiendo la secuencia representada en la figura 3. Figura 3: Secuencia de rotaci´on de un motor El motor ise gira en primer lugar un ´angulo αirespecto al eje Xi, definiendo una nueva base XY Z′, y posteriormente un ´angulo βirespecto al eje Y′ i, definiendo la nueva base XY Z′′ . La numeraci´on de los motores est´a indicada en la figura 2. Aunque los ´angulos αiyβipueden tomar valores diferentes, se considera |αi|=|α|=|β|=|βi|por simplificaciones de dise˜nos. Adem´as, para minimizar las acciones de control, como se demuestra en [11], se toma αi=−αyβi=β, donde i= 1,3,5, yαi=αyβi=−β, donde i= 2,4,6. Para seleccionar los valores αyβse tiene en cuenta que a mayores ´angulos αyβ, menor eficiencia y menor tiempo de vuelo, al tener motores que anulan sus componentes de fuerzas horizontales en posici´on de hover y generar menor empuje por mayor incidencia del flujo de aire en superficies cercanas. Sin embargo, a mayores αyβ, mayor capacidad para girar en roll ypitch en hover. La figura 4 representa como var´ıa la eficiencia respecto a la configuraci´on est´andar seg´un αyβ. Esta eficiencia se obtiene teniendo en cuenta la contribuci´on de cada motor para generar sustentaci´on seg´un α XLIII Jornadas de Automática 701 Robótica https://doi.org/10.17979/spudc.9788497498418.0700 yβ. Adem´as, se representan los ´angulos m´aximos de pitch yroll que se pueden lograr en hover. Figura 4: Eficiencia y ´angulo m´aximo en hover de inclinaci´on seg´un αyβ. Utilizando la figura 4, se toma α=β= 20◦, dando lugar a una configuraci´on con una buena capacidad de inclinaci´on en hover, pero en la cual la eficiencia no se ve muy comprometida. Finalmente, la figura 5 muestra la pieza dise˜nada e impresa en PLA, compuesta por dos piezas A y B, la cual realiza las rotaciones presentadas anteriormente, siendo α= 20◦yβ= 20◦. Figura 5: Vistas de la pieza dise˜nada. 2.3. Hexarotor fully-actuated Usando las piezas anteriores, se lleva a cabo la modificaci´on del hexarotor coplanario presentado en la secci´on 2.1. La figura 6 muestra el resultado obtenido. Finalmente, resulta interesante comparar las caracter´ısticas que cambian entre la configuraci´on Figura 6: Hexarotor de rotores inclinados. est´andar y la configuraci´on fully-actuated. Algunas de estas caracter´ısticas son el tiempo de vuelo, la capacidad de carga o el ´angulo m´aximo de inclinaci´on en hover. Para ello, la tabla 2 recoge diferentes caracter´ısticas que cambian de una configuraci´on a otra. Se observa como la plataforma fully-actuated tiene menor tiempo de vuelo, payload y eficiencia, al tener rotores inclinados que contrarrestan sus fuerzas en alg´un momento. Sin embargo, esta configuraci´on dota a la plataforma de capacidad de inclinaci´on en hover, cosa que es imposible en la configuraci´on est´andar. Tabla 2: Est´andar VS Fully-Actuated (F-A) Par´ametro Est´andar F-A Peso [kg] 1.8 2.0 Peso Max. en despegue [kg] 3.3 3.1 Tiempo de vuelo [min] 10 8.5 Eficiencia [-] 1.0 0.88 ´ Angulo αyβ[◦] 0 20 ϕMax en hover [◦] 0 16.5 θMax en hover [◦] 0 12.6 3. MODELO DEL SISTEMA Esta secci´on presenta el modelo din´amico del sistema y se deduce el mezclador para ambas configuraciones, es decir, la matriz que relaciona las fuerzas y pares generados con las velocidades de rotaci´on de los rotores. 3.1. Mod´elo din´amico El modelo din´amico del sistema, obtenido mediante la formulaci´on de Euler-Lagrange, es: M(ξ)¨ ξ+C(ξ, ˙ ξ) + G(ξ) = FC(1) donde M(ξ) es la matriz de inercias, C(ξ, ˙ ξ) representa la fuerza centr´ıfuga y de Coriolis y G(ξ) recoge la fuerza gravitatoria. As´ı mismo, ξ= [p η]T∈R6es el vector de coordenadas generalizadas compuesto por la posici´on del centro de gravedad p= [x, y, z] en el sistema de referencia XLIII Jornadas de Automática 702 Robótica https://doi.org/10.17979/spudc.9788497498418.0700 fijo a Tierra {E}={XEYEZE}y por los ´angulos de Euler de la plataforma η= [ϕ, θ, ψ], expresados en el sistema de referencia {B}={XBYBZB}, ligado a la plataforma. Adem´as, FC= [FMτM]Test´a formado por las fuerzas FM∈R3y pares τM∈R3generados por los motores. 3.2. Mezclador Los vectores FM= [FxFyFz]TyτM= [τxτyτz]Test´an relacionados con las velocidades de rotaci´on de los motores a trav´es de una matriz H∈R6x6, tambi´en conocida como mezclador. Esta matriz se obtiene sumando las fuerzas y los momentos respecto al centro de masas generados por los motores. Para ello se sabe que un motor girando a una velocidad ωi, genera un empuje Ti=CTω2 iy un par de arrastre τi=CDω2 i, donde CTes el coeficiente de empuje, CDel coeficiente de arrastre y ωila velocidad de rotaci´on del motor i. Sumando el empuje generado por cada motor, as´ı como los pares, el mezclador toma la forma de la siguiente matriz 6x6:         Fx Fy Fz τx τy τz         =A3×6CT B3×6LCT+C3×6CD         ω2 1 ω2 2 ω2 3 ω2 4 ω2 5 ω2 6         (2) donde Les la distancia desde el centro de gravedad hasta la posici´on del rotor. Se observa que las fuerzas Fx,FyyFzest´an generada por los empujes de los motores, y que los pares τx,τyyτzse generan por los pares de arrastre de los motores y por la distancia Lque existe entre el centro de masas y el punto de aplicaci´on de los empujes de los motores. Para el caso general, las matrices A3×6,B3×6y C3×6quedan definidas en las ecuaciones (3), (4) y (5), donde Aies la columna ide la matriz A3×6, ycysson cos() y sin() respectivamente. En estas expresiones se observa la dependencia del mezclador con los ´angulos de inclinaci´on αyβ. Adem´as, para el caso particular de rotores coplanarios (α= 0◦yβ= 0◦) se tiene que las dos primera filas de A3×6son nulas, haciendo que Fx=Fy= 0. De este an´alisis se concluye que para poder generar fuerzas laterales en el sistema de referencia {B}ligado al UAV, es necesario inclinar los motores. A3×6=     √3 2sβ −sαcβ 2sαcβ −√3 2sβ −sαcβ 2 √3 2sβ −sαcβ 2sαcβ −√3 2sβ −sαcβ 2 sβ 2+√3 2sαcβ −sβ sβ 2+√3 2sαcβ sβ 2+√3 2sαcβ −sβ sβ 2−√3 2sαcβ cαcβ cαcβ cαcβ cαcβ cαcβ cαcβ      (3) B3×6=     cαcβ 2cαcβ cαcβ 2−cαcβ 2−cαcβ −cαcβ 2 √3 2cαsβ 0√3 2cαsβ √3 2cαsβ 0−√3 2cαsβ sαcβ −sαcβ cαcβ −sαcβ cαcβ −sαcβ      (4) C3×6=−A1A2−A3A4−A5A6(5) 4. CONTROL El autopiloto utilizado ha sido Ardupilot, tanto para la plataforma est´andar como para la plataforma fully-actuated. Sin embargo, para la plataforma fully-actuated ha sido necesario modificar el firmware de Ardupilot para desacoplar el control de actitud del control de posici´on. En esta secci´on se presentan los esquemas de control utilizados. 4.1. Hexarotor est´andar Para la plataforma de rotores coplanarios, al estar subactuada por construcci´on, ´unicamente se pueden controlar 4GdL (grados de libertad) de manera independiente. Estos 4GdL son: la altura zy los ´angulos de actitud roll ϕ,pitch θyyaw ψ. El controlador de la plataforma esta formado por dos controladores anidados: un lazo externo que se encarga del control de posici´on, y un lazo interno que se encarga del control de actitud. El control de posici´on, que tiene como entrada la referencia en posici´on (xd, yd, zd), calcula una fuerza vertical Fzpara controlar la altura zy unos ´angulos de ϕ, θ para controlar la posici´on x, y. A continuaci´on, con la referencia en yaw ψ, del generador de trayectoria, y las referencias en roll ϕypitch θ, del control de posici´on, el controlador de actitud obtiene los pares necesarios para obtener dicha ac- XLIII Jornadas de Automática 703 Robótica https://doi.org/10.17979/spudc.9788497498418.0700 titud. La figura 7 muestra un esquema del control de 4GdL de un hexarotor est´andar. Figura 7: Esquema de control de 4 GdL. El vector de actuaci´on (Fz,τϕ,τθ,τψ) obtenido por los controladores es utilizado por el mezclador para obtener los PWMs necesarios en cada motor. Como para la configuraci´on est´andar el mezclador no tiene rango completo, se utiliza la pseudoinversa de Moore-Penrose para calcular los PWMs. Adem´as, en Ardupilot tanto el controlador de posici´on como de actitud son PIDs en cascada. En este esquema de control el error en posici´on/actitud, se transforma en una referencia en velocidad lineal/angular en un primer PID externo. Finalmente, la referencia en velocidad es controlada por un PID interno, generando las fuerzas y pares necesarios. 4.2. Hexarotor fully-actuated Para el caso de la plataforma de rotores inclinados, se pueden controlar los 6GdL de manera independiente. Estos 6GdL son: la posici´on x,y, la altura z, y los ´angulo de actitud roll ϕ,pitch θyyaw ψ. De manera similar al de 4GdL, este esquema de control est´a formado por el controlador de posici´on y el controlador de actitud. Sin embargo, para la configuraci´on fully-actuated, ambos controladores est´an desacoplados, como muestra la figura 8. Figura 8: Esquema de control de 6 GdL. En este caso, las referencias en actitud ϕ,θyψ son enviadas por el generador de trayectorias, y no por el controlador de posici´on. As´ı mismo, la salida del control de posici´on ahora incluye dos fuerzas nuevas FxyFy, las cuales no aparec´ıan en la configuraci´on coplanaria. Adem´as, como el mezclador tiene rango completo siempre que α= 0◦o β= 0◦, se puede calcular directamente su inversa, no siendo necesario el uso de la pseudoinversa. Adem´as, se han programado dos modos de vuelos diferentes en la plataforma fully-actuated. El primero consiste en volar en posici´on sin modificar los ´angulos de roll ϕypitch θ, es decir, ϕ= 0◦ yθ= 0◦. De esta manera, la plataforma se mover´ıa lateralmente sin necesidad de modificar su actitud. El segundo, conocido como hover inclinado, consiste en mantener fija la posici´on (x, y, z), modificando los ´angulos de roll ϕypitch θ. Para no sobrepasar los l´ımites de los motores y por motivos de seguridad, se han limitado los ´angulos de roll ϕypitch θque pueden ser ordenados. La tabla 3 recoge dichos valores. Tabla 3: ´ Angulo m´aximo en hover inclinado. Magnitud Valor RollMax, (ϕmax) 12.0 [◦] PitchMax, (θmax) 9.0 [◦] 5. EXPERIMENTOS Para la comparaci´on de las capacidades de ambas plataformas se han realizado tres experimentos. Los dos primeros, en los que se realiza una trayectoria lineal y una cuadrada, son realizados por ambas plataformas. El tercer experimento, consistente en una maniobra de hover variando la actitud, se realiza ´unicamente con la plataforma fullyactuated, ya que la plataforma de rotores coplanarios no puede realizarla al estar subactuada. Todos los experimentos se han llevado a cabo en las instalaciones interiores del GRVC de 20x15x7m, las cuales est´an equipadas con el sistema de posicionamiento Optitrack de posici´on milim´etrica, compuesto por 28 c´amaras. Los v´ıdeos de los experimentos est´an disponibles en [13]. 5.1. Trayectoria lineal El primer movimiento para comparar ambas plataformas consiste en realizar una trayectoria recta a lo largo del eje X, definida por cuatro waypoints. La tabla 4 recoge los waypoints utilizados para esta misi´on. Tabla 4: Coordenadas de los WP. Inicial WP1 WP2 Final X [m] -4.9 -4.9 -1.0 -1.0 Y [m] 0.0 0.0 0.0 0.0 Z [m] 0.0 1.5 1.5 0.0 La figura 9 representa la trayectoria de referencia y las trayectorias de la plataforma de rotores XLIII Jornadas de Automática 704 Robótica https://doi.org/10.17979/spudc.9788497498418.0700 inclinados y coplanarios. Adem´as, la figura 10 representa el PWM medio de los seis rotores de cada plataforma a lo largo de la misi´on. Figura 9: Trayectoria recta de ambos UAVs. Figura 10: PWM medio durante la trayectoria. La tabla 5 recapitula el error medio de posici´on de cada una de las plataformas as´ı como la eficiencia de la plataforma fully-actuated respecto a la plataforma coplanaria. Esta eficiencia se obtiene comparando los PWMs de las dos configuraciones a lo largo de la trayectoria descrita. Tabla 5: Error de posici´on y eficiencia. Configuraci´on Error Eficiencia Coplanario 0.15 [m] 1.00 [-] Fully-Actuated 0.10 [m] 0.85 [-] Se observa como la plataforma fully-actuated tiene menor error de posici´on medio que la plataforma coplanaria. Sin embargo, la eficiencia disminuye, aumentando el consumo, ya que la inclinaci´on de los rotores requiere un mayor empuje en cada motor para obtener una componente vertical equivalente a un rotor no inclinado, que le permita mantener la altura constante. 5.2. Trayectoria cuadrada La segunda trayectoria que se realiza para comparar ambas plataformas es una trayectoria cuadrada, definida por cuatro waypoints. La tabla 6 recoge las coordenadas de los waypoints definidos. Tabla 6: Coordenadas de los WP. WP1 WP2 WP3 WP4 X [m] -4.9 -1.0 -1.0 -4.9 Y [m] -4.4 -4.4 0.0 0.0 Z [m] 1.5 1.5 1.5 1.5 De la misma manera, la figura 11 representa la trayectoria de referencia y las trayectorias realizadas por ambas plataformas. As´ı mismo, la figura 12 muestra el PWM medio para ambas configuraciones, lo que da una idea del consumo. Figura 11: Trayectoria cuadrada de ambos UAVs. Los resultados obtenidos para esta trayectoria son simulares a los obtenidos para la trayectoria recta. La plataforma de rotores inclinados realiza el movimiento con menos error, como muestra la tabla 7. Sin embargo, la eficiencia tambi´en disminuye, debido a la inclinaci´on de los motores. Gracias a estos dos movimientos, quedan comparadas las capacidades de movimiento de ambas plataformas, obteniendo resultados parecidos. Figura 12: PWM medio durante la trayectoria. XLIII Jornadas de Automática 705 Robótica https://doi.org/10.17979/spudc.9788497498418.0700 Tabla 7: Error de posici´on y eficiencia. Configuraci´on Error Eficiencia Coplanario 0.22 [m] 1.00 [-] Fully-Actuated 0.17 [m] 0.83 [-] 5.3. Maniobra de hover inclinado Una vez que se han comparado ambas plataformas, en este ´ultimo experimento se muestra una capacidad que unicamente tiene la plataforma de rotores inclinados. Este ´ultimo experimento consiste en despegar la plataforma, mantenerla en hover en una posici´on y variar los ´angulos de actitud manteniendo la posici´on. Con este ´ultimo experimento se muestra el desacoplo entre la actitud y la posici´on en la plataforma fully-actuated, cosa que no ocurre en la configuraci´on est´andar. Por lo tanto, este experimento se realiza ´unicamente con la plataforma fully-actuated. Figura 13: Posicion y actitud durante la maniobra. Tabla 8: Error y ϕMax en hover inclinado. Magnitud Valor ErrorY,Max 0.2 [m] ϕMax 9.0 [◦] Para este movimiento se ha variado el ´angulo de roll de la plataforma. Por lo tanto, la figura 13 presenta el ´angulo de roll de la plataforma, as´ı como la posici´on Y de la plataforma. Se representa ´unicamente la posici´on Y ya que es la variable que se ver´ıa modificada en una plataforma de rotores coplanarios al variar el ´angulo de roll. Se observa como, aunque var´ıa el ´angulo de roll de la plataforma, su posici´on Y se mantiene pr´acticamente fija, teniendo un error m´aximo de unos 20cm. Por seguridad, el ´angulo de roll se ha variado hasta 9◦. La tabla 8 recoge el error y el ´angulo m´aximo, y la figura 14 presenta algunos momentos del experimento. Figura 14: Maniobra de hover inclinado. 6. CONCLUSIONES Este trabajo ha presentado una comparaci´on en cuanto a capacidades de movimiento entre una plataforma de rotores coplanarios, configuraci´on est´andar, y una plataforma de rotores inclinados, configuraci´on fully-actuated. Para ello, el trabajo ha presentado el dise˜no y montaje de la plataforma de rotores inclinados, partiendo de una configuraci´on de rotores coplanarios. Posteriormente, se ha presentado el modelo din´amico para ambas configuraciones, as´ı como el esquema de control de ambas plataformas. Finalmente, ambas plataformas se han comparado a trav´es de dos trayectorias, una recta y otra cuadrada. Adem´as, se ha mostrado una maniobra exclusiva de la plataforma fully-actuated, como es el hover inclinado. Los resultados obtenidos son similares: la plataforma de rotores inclinados permite una mayor precisi´on en los movimientos, al tener el control de posici´on y de actitud desacoplados. Sin embargo, el consumo aumenta respecto a la plataforma de rotores coplanarios, al tener los rotores inclinados. Agradecimientos Este trabajo ha sido parcialmente financiado por el proyecto ARTIC (RTI2018-102224- B-I00), financiado por el Ministerio de Econom´ıa, Industria y Competitividad, y los proyectos AERIAL-CORE (H2020-2019-871479) y AEROTRAIN (MSCA-ITN-2020-953454), financiados por la Comisi´on Europea. XLIII Jornadas de Automática 706 Robótica https://doi.org/10.17979/spudc.9788497498418.0700 English summary UAV FULLY-ACTUATED: MODEL, CONTROL AND COMPARISON WITH COPLANAR CONFIGURATION Abstract With the development of aerial robotics, new multi-rotor platforms, known as fullyactuated, have appeared. These platforms have the ability to move without tilting the platform. This article presents a comparison in terms of motion capabilities between a coplanar hexarotor, est´andar configuration, and a tilted hexarotor, fully-actuated configuration. For this purpose, this paper presents the design, modelling and control of both configurations. The platforms are compared with different trajectories. It also shows capabilities, unique of the fullyactuated platform, such as the ability to hover with a tilt angle. Keywords: Aerial Robotics, UAVs, Multirotors, Fully-Actuated. Referencias [1] A. Ollero, M. Tognon, A. Suarez, D. Lee and A. Franchi, ”Past, Present, and Future of Aerial Robotic Manipulators”, in IEEE Transactions on Robotics, vol. 38, no. 1, pp. 626-645, Feb. 2022. [2] Ardupilot. URL: https://ardupilot.org/ [3] D. Brescianini and R. D´Andrea, ”Design, modeling and control of an omni-directional aerial vehicle”, IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2016, pp. 3261-326. [4] M. Ryll et al., ”6D physical interaction with a fully actuated aerial robot,”IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2017, pp. 5190-5195. [5] M. 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Submitted for possible open access publication under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution CC-BY-NC 4.0 license (https://creativecommons.org/licenses/by-nc- sa/4.0/deed.es). XLIII Jornadas de Automática 707 Robótica https://doi.org/10.17979/spudc.9788497498418.0700