Dissertação

UAV-based Measurement of Marine Vessels Smoke Plumes - Guidance and Control System EVALUATED

Esta dissertação aborda o desenho de um sistema de Guiamento e Controlo para monitorização aérea, baseada em UAVs, das emissões de gases de embarcações marítimas. Um UAV de asa fixa e velocidade constante é considerado, com o objectivo de seguir um navio com velocidade inferior, proporcionando condições ideais para as medições da pluma de fumo. A solução adotada pode ser dividida em duas partes: uma técnica de planeamento de rota, responsável por gerar um ponto de referência em cada instante de tempo, fornecendo as condições desejadas ao UAV para cumprir os requisitos da missão; e o desenho de uma lei de controlo não-linear, garantindo que a taxa de rumo do UAV converge para a referência. Para o planeamento de rota, um movimento oscilatório foi adotado para o ponto de referência, ajustando a sua trajectória à diferença de velocidades entre os dois veículos, respeitando a taxa de rumo máxima do UAV. Para o problema do controlo, uma nova formulação do erro é proposta, levando ao desenho não-linear com garantias de estabilidade assimptótica global, alcançada através da aplicação de métodos de Lyapunov para sistemas não-lineares em cascata. A lei de controlo então obtida é a principal contribuição deste trabalho, resolvendo o problema do seguimento de trajectórias de referência para veículos não-holonómicos com velocidade constante. Finalmente, o sistema completo é implementado e resultados de simulação são apresentados para suportar os desenvolvimentos teóricos. Condições suficientes para garantir o cumprimento dos limites de atuação são introduzidas, e o desempenho da formulação proposta foi avaliado.
Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), Guidance and Control (G&C) System, Trajectory Tracking, Nonholonomic Systems, Nonlinear Control, Lyapunov Design

Março 20, 2018, 14:0

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