Dissertação

Sensor-based formation control of autonomous underwater vehicles EVALUATED

Esta tese aborda o tema de controlo de formação de veículos subaquáticos, usando medidas de posição relativa ou apenas de distância entre os veículos. O trabalho é motivado pelo projecto MORPH, que procura usar formações de veículos com capacidades complementares para mapear ambientes subaquáticos em condições difíceis. Estuda-se o problema de conduzir um veículo (seguidor) a uma posição definida em relação a outro veículo (líder) que descreve uma trajectória desconhecida a-priori. Este problema de controlo é dividido em dois passos. Primeiramente, desenha-se um controlador de seguimento de trajectórias para que um veículo seguidor consiga seguir um alvo virtual. Derivam-se condições para que o erro de seguimento convirja para zero ou se mantenha limitado, usando ferramentas de teoria de sistemas não-lineares. Seguidamente, desenham-se geradores de caminho que determinam a posição e velocidade do alvo virtual a ser seguido, para os casos em que se usam medições de posição relativa ou apenas de distância. Estes geradores de caminho têm em conta os objectivos da formação, geometrias típicas de missões e limitações dos sistemas de comunicação subaquáticos. Apresentam-se aplicações idealizadas no âmbito do projecto MORPH. Descreve-se a implementação das estratégias apresentadas para controlo de formação com medidas de posição relativa, tendo em conta explicitamente a arquitectura de estimação necessária para navegação relativa entre veículos. Finalmente, apresentam-se resultados de simulação e na água, com erros de posição em geral inferiores a 1 m em testes do projecto MORPH, em Lisboa e nos Açores.
controlo de formação, formação líder-seguidor, seguimento de trajectórias, veículos marinhos autónomos

Dezembro 3, 2014, 15:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

António Manuel dos Santos Pascoal

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado