Dissertação
Recovery Control of Quadrotor Tailsitter UAV EVALUATED
Veículos Aéreos Não Tripulados Híbridos (UAVs) combinam as capacidades de Decolagem e Aterrisagem Verticais (VTOL) e de pairar dos rotorcrafts com as características energeticamente eficientes de voo horizontal das aeronaves de asa fixa. Entre as aeronaves híbridas, os tailsitters se destacam pela simplicidade mecânica, pois realizam a transição entre voo vertical e horizontal inclinando toda a fuselagem, eliminando mecanismos complexos. Embora a transição tenha sido amplamente estudada, há pouca literatura sobre a recuperação de atitude desses veículos. Esse tema é especialmente relevante quando o UAV é lançado de outra aeronave, com atitude e velocidade desconhecidas, situação em que a capacidade de recuperação garante maior segurança e confiabilidade. Esta dissertação apresenta dois controladores distintos para um tailsitter quadrotor sem superfícies de controle. Ambos utilizam quaterniões unitários para decompor o erro de atitude em componentes de inclinação e direção. O primeiro controlador adota uma abordagem Proporcional-Integral-Derivativo (PID), enquanto o segundo utiliza um Controlador Preditivo Não Linear (NMPC), que considera o modelo completo do veículo para recuperar o UAV de forma otimizada, respeitando restrições de torque e propulsão. Os controladores são avaliados e comparados por meio de simulações em um ambiente realístico. O PID se destaca pela eficiência computacional e robustez a dinâmicas não modeladas. Em contrapartida, o NMPC, ao utilizar um modelo mais preciso, recupera o UAV com menor tempo e perda de altitude.
dezembro 6, 2024, 10:30
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Rodrigo Martins de Matos Ventura
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)
Assistant Professor
