Disciplina Curricular

Aeronaves Robotizadas ARob

Mestrado Integrado em Engenharia Aeroespacial - MEAer 2017

Contextos

Grupo: MEAer 2017 > 2º Ciclo > Especializações > Espaço > Opções > Opções 8º Semestre

Período:

Grupo: MEAer 2017 > 2º Ciclo > Especializações > Aviónica > Opções > Opções 8º Semestre

Período:

Grupo: MEAer 2017 > 2º Ciclo > Especializações > Aeronaves > Opções > Opções 8º Semestre

Período:

Peso

6.0 (para cálculo da média)

Objectivos

O principal objetivo deste curso é a introdução dos conceitos fundamentais envolvidos no desenho e operação de aeronaves robotizadas. O curso inicia-se com a introdução das fases preliminares de desenho do sistema e a seleção de das configurações a utilizar, seguindo-se uma revisão de conceitos chave em teoria de sistemas. Ilustram-se técnicas de desenho de pilotos automáticos com base em teoria linear e não linear de sistemas dinâmicos. Introduzem-se sensores de movimento a serem selecionados para instalação a bordo bem como técnicas de fusão sensorial, baseadas nas soluções modernas da teoria de estimação. Detalham-se soluções de navegação, condução e controlo com base em técnicas de síntese lineares e não lineares, que dotarão o aluno de uma visão rica e abrangente para o domínio. Finalmente, apresentam-se aplicações de UAVs e discutem-se as suas futuras aplicações.

Programa

1-Introdução aos Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT) O que são VANTs? Configuração e tipos de veículos: asa fixa, mono e multi-rotor, VTOL. Aplicações. 2-Introdução ao Projeto e Seleção de Sistemas Fase conceptual. Projeto: Seleção do Sistema. Aerodinâmica e Estrutura. Cinemática e Dinâmica de VANTs. Estação de Controlo em Terra. Sistemas de Comunicações. 3-Projeto Moderno de Controlo Modelos Lineares em Espaço de Estados, Controlabilidade e Observabilidade. Realimentação Linear de Variáveis de Estado. Teorema de Separação. Controlo Linear Quadrático Ótimo – Formulação e solução do Problema. Exemplos. 4-Projeto de Pilotos Automáticos Projeto de Pilotos Automáticos. Restrições na Atuação e Desempenho. Piloto Automático Lateral e Longitudinal. 5-Sensores para VANTs Acelerómetros. Giroscópios. Sensores de Pressão. Bússolas. GPS. Sensores de proximidade. 6-Estimação de Estado Teoria de Observadores Dinâmicos. Filtro de Kalman em Tempo Contínuo e em Tempo Discreto. Fusão Sensorial. Estimação de Atitude. Integração GPS/INS 7-Introdução ao Controlo Não Linear Introdução aos Sistemas Não Lineares. Linearização. Estabilidade de Lyapunov – primeiro e segundo métodos. 8-Condução Modelos de Condução Cinemáticos e Dinâmicos. Condução para uma Reta. Hovering. 9-Sistemas de Controlo e Navegação Não Lineares Seguimento de Trajetórias e de Caminhos. Tempo até Colisão. Aterragem Precisa. Navegação Não Linear. 10-Planeamento de Trajetórias Gestor de Trajetórias. Trajetórias de Dubins. Algoritmos com Pontos de Via. Algoritmos de Cobertura. 11-Aplicações e Futuro dos VANTs Fotografia Aérea. Agricultura. Vigilância e Monitorização Ambiental. Apoio à Prevenção de Fogos. Relé de Comunicações. Desenvolvimentos em Configurações de Aeronaves. Novos Paradigmas.

Metodologia de avaliação

Projetos (60%) ao longo do semestre, com recurso à Arena Robótica da ACCAII. Validação preliminar de todas as fases do projeto de VANTs com recurso a ferramentas de simulação (MATLAB/Simulink). Dois testes e/ou exame escritos (40% da nota final).

Disciplinas Execução

2020/2021 - 2º Semestre

2019/2020 - 2º Semestre

2018/2019 - 2ºSemestre

2017/2018 - 2ºSemestre