Parameters identification of dynamic model and simulation of autonomous underwater vehicles - Britto Neto, João da Costa (2018)
Este trabalho trata sobre modelagem dinâmica, identificação de parâmetros e simulação de veículos submarinos. Simulação tem um papel importante no desenvolvimento de veículos submarinos. Entretanto, os simuladores robôticos comumente utilizados na atualidade, como o Gazebo, não permitem uma representação fidedigna da dinâmica de um veículo submarino, uma vez que os motores de física empregados no simulador não são capazes de representar o termo hidrodinâmico da massa adicional. Essa falta de representatividade não permite um cenário de teste realista do ambiente submarino. Este trabalho tem por objetivo propor uma abordagem matemática que visa sobrepor a incapacidade do simulador em representar a massa adicional sem a necessidade de alterar o motor de física. Para simular o veículo submarino, é necessário saber os parâmetros do modelo dinâmico. Assim, o presente trabalho tem também por objetivo identificar os parâmetros do modelo dinâmico do veículo autônomo submarino FlatFish. Duas técnicas de identificação de parâmetros foram empregadas: método dos mínimos quadrados e identificador adaptativo. Na sequência foram realizados experimentos, em tanque e no mar, para identificar os parâmetros do modelo dinâmico simplificado do FlatFish, utilizando dados coletados experimentalmente dos sensores embarcados no veículo. Análises comparativas de velocidades entre dados medidos do veículo real e do modelo simulado atuado sobre os mesmos esforços de controle mostram que os parâmetros identificados por ambos os métodos são capazes de representar a dinâmica do veículo quando acionado em um grau de liberdade. No entanto verificou-se que os parâmetros do modelo simplificado não são capazes de representar a dinâmica do veículo quando atuado em vários graus de liberdade simultaneamente. Verificou-se que há a necessidade de realizar uma identificação do modelo completo para que a simulação do Gazebo juntamente com a técnica proposta para representar a massa adicional, seja capaz de emular o comportamento do veículo real. Apesar disso, os parâmetros identificados podem ser utilizados nos pojetos de controladores baseados em modelo e em filtros estimadores de estado.