Controle de estabilização de voo de VANTs quadrirrotores: modelagem, controle, simulação e prototipagem

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Lima, Fernando Mascagna Bittencourt
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Quadrirrotor; Modelagem; Controle; Prototipagem; Quadrotor; Modeling; Control; Prototyping
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/192899

O controle de estabilização do voo de VANTs (veículos aéreos não tripulados) quadrirrotores abrange diversas áreas do conhecimento da engenharia, tais como mecânica, eletrônica e computação. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de diferentes controladores para tal estabilização. Diferentes controladores (lineares e não lineares) foram desenvolvidos e avaliados a fim de estabelecer um comparativo entre os resultados obtidos para cada um e determinar qual deles é o mais eficiente para diferentes condições de voo. Para tal desenvolvimento, um modelo matemático do VANT em questão foi obtido a fim de possibilitar o projeto dos controladores. Este modelo utilizou os parâmetros de um quadrirrotor real que também foi desenvolvido neste projeto para validação da eficiência dos controladores desenvolvidos. O protótipo foi projetado de tal forma a possuir uma autonomia de voo suficiente para realização dos testes, resistência mecânica a todos as condições que pode ser exposto durante o voo, tais como vento e vibrações geradas, e ser controlável. Para a validação da eficiência dos controladores desenvolvidos, foram realizadas tanto simulações quanto testes aplicados ao protótipo fixado a uma estrutura giroscópica de testes. Para a realização das simulações, a planta a ser controlada foi o modelo encontrado anteriormente. Os resultados das simulações mostraram que todos os controladores desenvolvidos são capazes de estabilizar o voo do quadrirrotor. Já os testes aplicados ao protótipo sofreram interferências não modeladas como acoplamento de inércia da estrutura de teste e não linearidades não mapeadas. Isso fez com os resultados encontrados se distanciassem dos resultados obtidos nas simulações.