Dissertação

Incremental Nonlinear DYnamic Inversion for Quadrotor Control EVALUATED

Nesta dissertação, a pesquisa realizada acerca da fiabilidade da implementação de um controlador Incremental de Inversão Dinâmica Não-Linear num quadrirotor é dividido em quatro passos. Primeiro, uma investigação literária focada no estado da arte dos controladores adaptativos e não lineares, fornecendo a motivação para o estudo de um controlador não-linear. Em segundo lugar, é apresentado um estudo detalhado acerca da modelação de quadrirotores, que resultou numa escolha fundamentada do modelo usado. Terceiramente, o controlador de atitude e posição do quadrirotor são deduzidos e implementados em simulação. O controlador de atitude tem uma realimentação da aceleração com o objectivo de cancelar as não-linearidades e acoplamentos entre os estados, através da técnica de Inversão Dinâmica Não-Linear Incremental. O controlo de posição assume uma arquitectura semelhante, combinando um controlador não linear com um controlador linear. Adicionalmente uma técnica de modelação da referência fornecida ao controlador também foi implementada para melhorar o desempenho do controlador. Por último, os resultados da simulação obtidos são apresentados, e comparados com um controlador linear (Proporcional/Integrativo/Derivativo) e com um controlador de Inversão Dinâmica Não-Linear também desenvolvidos em simulação. Esta comparação é executada em condições de vôo normais, e em condições de vôo excepcionais. Falhas nos actuadores, mudanças de massa e perturbações aerodinâmicas foram implementadas com o objectivo de simular as condições em que as vantagens do uso de um controlador Incremental devem ser mais evidentes.
Inversão Dinâmica Incremental Não-Linear, Quadrirotor, Controlo Tolerante a Falhas, Controlo de Atitude e Posição

Novembro 16, 2015, 17:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

José Raul Carreira Azinheira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar