Dissertação

Controlo de Voo e Estimação de Atitude de um Quadrirotor EVALUATED

Este trabalho propõe soluções lineares e não lineares para o Este trabalho propõe soluções lineares e não lineares para o controlo de voo e estimação de atitude de um quadrirotor. Um modelo da aeronave QUAVIST, desenvolvido pela empresa UAVision®, é introduzido como base da análise. De seguida, um projecto de controlo de cascata é definido. Um controlador de baixo nível estabiliza a atitude e altitude do quadrirotor; um controlador de alto nível actua sobre este controlador, controlando a posição horizontal da aeronave. São apresentadas duas abordagens para os controladores: uma solução de controlo linear e óptima por LQR e uma solução não linear, baseada na teoria de estabilidade de Lyapunov. O problema da estimação da atitude é então considerado. Dois filtros de Kalman extendidos são projectados para estimar a atitude da aeronave. Baseada na teoria de estabilidade de Lyapunov, é proposta uma solução não linear para a estimação da atitude e velocidade angular da aeronave. Por fim, são efectuadas várias simulações em anel fechado combinando as soluções de controlo e estimação propostas. O controlador não linear de baixo nível apresenta melhores resultados que a versão linear, para simulações com ângulos de picada e rolamento elevados. Ambos os controladores de alto nível são robustos a perturbações de vento nas simulações. Os três estimadores provaram ser boas soluções para a estimação da atitude do quadrirotor. A estimação baseada em Lyapunov apresentou os melhores resultados, em simulação.
quadrirotor, estimação não linear, LQR, Lyapunov, filtro de Kalman extendido

Junho 28, 2013, 14:0

Publicação

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Orientação

ORIENTADOR

José Raul Carreira Azinheira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar