Dissertação

Incremental Nonlinear Dynamic Inversion applied to Quadrotor UAV Control EVALUATED

O trabalho de pesquisa tem como fim o desenvolvimento de uma lei de controlo utilizando o método de Inversão de Dinâmica Não Linear em ambas as variantes, clássica e incremental. Em primeiro lugar é apresentada uma revisão de literatura relevante relacionada com controlo de multirotores, bem como a teoria por detrás do NDI, seguidas pela apresentação de um modelo do quadrirotor. Estas três componentes serviram como bases para a implementação de um controlador de atitude e velocidade vertical utilizando ambas as técnicas, NDI clássico e incremental. No controlador incremental a estimativa da derivada de estado é feita com um filtro passa banda de segunda ordem, que não só estima a derivada, mas também filtra algum ruído de alta frequência oriundo das medidas dos sensores. A plataforma de simulação foi construída em MATLAB/Simulink, incluindo um modelo do quadrirotor e seus sensores. Ambas as leis de controlo foram comparadas com um controlador base, pertencente ao sistema de piloto automático Ardupilot, que utiliza controladores PID, provando a viabilidade destas técnicas não lineares para o controlo de um quadrirotor. A versão incremental foi posteriormente implementada em código Ardupilot e comparada com o controlador original desta plataforma no ambiente de simulação incluído no Ardupilot. Os resultados da simulação provam que o desempenho desta nova técnica é semelhante ao do controlador original, apresentando como vantagens: correr a uma frequência inferior, o que requere menos poder computacional numa aplicação de tempo real; apresenta um número consideravelmente menor de parâmetros a ajustar; posui robustez a incertezas de modelo
Inversão Incremental Dinâmica Não Linear, Quadrirotor, Controlo não linear, Ardupilot, Controlo de atitude

Novembro 21, 2017, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

José Raul Carreira Azinheira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar