Dissertação
Trajectory Planning of a Weather Balloon with Altitude Control Subject to Wind Disturbances EVALUATED
Os balões meteorológicos são amplamente utilizados para recolher dados atmosféricos acima do solo e realizar investigação atmosférica, devido ao seu baixo custo e simplicidade. No entanto, o voo depende das condições atmosféricas e o seu ciclo de vida é curto. Desta maneira, o controlo de altitude e trajetória de balões meteorológicos é uma área de grande interesse, já que permitiria uma exploração mais precisa da atmosfera. Dado que as soluções de controlo existentes dependem das correntes de vento, o planeamento de trajetória é uma etapa crucial para ser possível direcionar o balão para áreas desejadas. Esta dissertação foca-se no desenvolvimento de um algoritmo de planeamento de trajetória assim como um simulador realista, com uma estratégia de controlo de altitude existente. O trabalho está dividido em três partes principais. Na primeira parte, deriva-se um modelo de balão realista e implementa-se um simulador, com perturbações de vento e um controlador de altitude. A segunda parte foca-se na viabilidade de usar correntes de vento para direcionar o balão, realizando uma análise estatística minuciosa do comportamento do vento. Por fim, a terceira parte foca-se no desenvolvimento de uma solução de planeamento de trajetória para balões e validação com diferentes cenários e objetivos. Os resultados obtidos foram satisfatórios e demonstraram que é possível direcionar um balão meteorológico para áreas desejadas com uma estratégia de controlo de altitude e beneficiando das correntes de vento. Também foi demonstrado que o algoritmo de planeamento de trajetória não terá sempre sucesso uma vez que depende das condições de vento.
junho 16, 2023, 16:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)
Professor Auxiliar
