Dissertação

Trajectory planning and control for drone replacement during formation flight EVALUATED

Esta tese aborda o estudo de técnicas de planeamento e de controlo para múltiplos drones, de modo a permitir manobras de substituição de drones de forma segura e eficiente. Numa primeira parte, é apresentado um método que permite gerar trajectórias discretas óptimas, baseado na formulação de um problema de optimização não linear, que considera um conjunto de restrições relacionadas com as limitações físicas dos veículos, com a formação e com o espaço aéreo circundante. Adicionalmente, são incluídas restrições não lineares para evitar colisões e garantir boa visibilidade durante a troca de posições na substituição. Para solucionar o problema de optimização, é implementado um algoritmo iterativo baseado em Programação Convexa Sequencial, que permite resolver um problema de optimização convexo aproximado em cada iteração. Também é proposto um controlador para seguir as trajectórias geradas, composto por uma malha responsável pela estabilização da atitude e por outra malha de retroacção externa para o seguimento da posição. Numa segunda fase, é implementada uma estratégia de planeamento e de controlo que permite gerar trajectórias óptimas e comandos em tempo real. Para tal, é formulado um problema de Controlo Preditivo baseado em Modelos não linear, baseado na dinâmica do sistema, numa função de custo quadrática e num conjunto de restrições, considerando novamente um conjunto de restrições para evitar colisões e garantir boa visibilidade durante a substituição. Todos os algoritmos apresentados são validados com simulações que incluem o software do piloto automático.
Drone, Voo em formação, Substituição, Optimização de trajectórias, Controlo de seguimento, Controlo preditivo baseado em modelos

Novembro 22, 2018, 9:30

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