Dissertação

Flight control and position estimation for a tethered micro aerial robot EVALUATED

Esta tese foca-se no estudo dos voos de quadrirrotores pequenos ligados por um cabo a uma plataforma-terrestre, o que pode ser utilizado para fornecer energia de forma contínua ao quadrirrotor e aumentar significativamente o seu tempo de vôo. Estudam-se e implementam-se algumas características que facilitam a interação entre um quadrirrotor e uma plataforma-terrestre. Este trabalho começa por desenvolver um método capaz de estimar a tensão aplicada ao quadrirrotor através da informação proveniente dos sensores UMI (unidades de medição inercial) e da força aplicada pelos motores. Para filtrar o ruído indesejado das medições implementa-se um filtro de Kalman. Depois do processo de filtragem, a estimativa da tensão é utilizada para desenvolver dois métodos alternativos para controlar o quadrirrotor, baseando-se para isso na tensão aplicada. O primeiro método permite mudar a posição do quadrirrotor quando aplicada uma força. Esta solução extende-se à implementação de um processo de aterragem de um quadrirrotor através da recolha do cabo ligado. O segundo método permite desenvolver uma estrutura de controlo da posição do UAV inovadora, baseando-se na tensão que o cabo aplica no quadrirrotor, e na curvatura que a catenária assume. Por último, implementa-se uma metodologia para estimar a posição do quadrirrotor, considerando a tensão estimada e considerando um cabo com uma forma que encaixe no modelo da catenária. Concluindo, desenvolve-se também uma simulação do quadrirrotor e da sua estrutura de controlo, que é útil para testar as soluções implementadas em cada fase do seu desenvolvimento em cenários reais.
Voos com cabo, Quadrirrotor, Curva catenária, Filtro de Kalman.

Dezembro 18, 2019, 9:0

Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente

Orientação

ORIENTADOR

Pedro Manuel Urbano de Almeida Lima

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado

ORIENTADOR

Meysam Basiri

ISR

Investigador