Dissertação

Multi-vehicle Cooperative Control for Load Transportation EVALUATED

O objetivo do trabalho proposto é desenvolver algoritmos de controlo cooperativo de veículos quadrirotor para transporte conjunto de uma carga suspensa. O problema contempla dois quadrirotores, com uma metodologia que pode ser utilizada para qualquer número de veículos. Foi derivado um modelo completo do sistema, considerando a carga como um ponto, os cabos rígidos e sem massa e omitindo quaisquer efeitos aerodinâmicos dos cabos no modelo. Foi explorado o conceito de differential flatness, o qual foi aplicado ao modelo, resultando na definição de um conjunto de saídas "flat" de fácil interpretação física para caracterização do sistema e que constituem uma alternativa em relação aos existentes na literatura. São também apresentados exemplos de trajetórias, considerando o vector de saídas proposto. Um controlador não linear baseado na teoria de Lyapunov é desenvolvido, tendo para tal sido definidos mapeamentos adequados entre os vetores de tensão dos cabos e os vetores de propulsão dos quadrirotores, explorando a analogia com o problema de controlo de um quadrirotor em voo livre. São apresentados resultados de simulações para o seguimento de diferentes trajectórias desejadas para a carga, os quais foram comparados com a solução encontrada para controlar cada veículo de forma independente, por forma a evidenciar o desempenho superior da solução cooperativa proposta. Por fim, são apresentadas algumas sugestões para trabalho futuro que incluem reduzir as aproximações do modelo, generalizar o algoritmo de controlo e abordar o problema de estimação das diferentes variáveis de estado do sistema.
controlo não-linear, differential flatness, sistemas em cascata, veículos autónomos, transporte de cargas suspensas

Junho 27, 2019, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Paulo Jorge Coelho Ramalho Oliveira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado

ORIENTADOR

Rita Maria Mendes de Almeida Correia da Cunha

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar Convidado