[en] DESIGN, SIMULATION AND PROTOTYPING OF AN OMNIDIRECTIONAL MULTIROTOR UNMANNED AERIAL VEHICLE

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: FABIO PINHEIRO CARDOSO
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] ESTABILIDADE; [pt] MULTIRROTOR; [pt] OMNIDIRECIONAL; [pt] VANT; [pt] GRAU DE LIBERDADE - GDL; [en] STABILITY; [en] MULTIROTOR; [en] OMNIDIRECTIONAL; [en] UAV; [en] DEGREE OF FREEDOM
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=69238&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=69238&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.69238

[pt] Este trabalho apresenta o projeto, simulação e prototipagem para um tipo de Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) multirrotor omnidirecional, com os motores fixos e hélices bidirecionais. Essa configuração apresenta potencial de desempenhar manobras incomuns para as configurações convencionais (sub-atuadas), uma vez que podem ser sobre atuadas ou plenamente atuadas a depender da quantidade de moto-propulsores instalados. As configurações típicas de VANTs multirrotores convencionais normalmente dispõem seus motores alocados no mesmo plano e com seus eixos de rotação paralelos. Entretanto, a proposta discutida nesse trabalho possui seus conjuntos moto-propulsores dispostos em planos concorrentes e em posições tais que potencializam as forças e torques disponíveis, podendo assim propiciar trajetórias de movimentos inatingíveis para os multirrotores comuns. Essa dissertação então apresenta um estado da arte/técnica, visitando alguns trabalhos sobre VANTs omnidirecionais, que vão desde VANTs omnidirecionais com rotores de direção variável, até os multirrotores omnidirecionais com rotores fixos. Baseada nessa visão geral do problema é apresentado o desenvolvimento da modelagem matemática da plataforma aérea e de alguns dos seus subsistemas. Essa modelagem é seguida de simulações que auxiliam nas previsões e estimativas para o comportamento dinâmico do sistema. Essas informações são úteis para subsidiar o dimensionamento de outros componentes como o frame, o sistema de propulsão entre outros, além de estabelecer uma base de parâmetros para futuros testes do modelo físico do protótipo. Com base nas discussões anteriores um leiaute básico para a plataforma aérea é proposto e alguns aspectos de desempenho são avaliados e analisados e, com base nestes, são propostos alguns trabalhos futuros.