Algoritmos de controle aplicados à estabilização do vôo de um quadrotor

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2012
Autor(a) principal: Costa, Exuperry Barros lattes
Orientador(a): Honório, Leonardo de Mello lattes
Banca de defesa: Oliveira, Edimar José de lattes, Bortoni, Edson da Costa lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Departamento: Faculdade de Engenharia
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Algoritmos
Controle de aeronave
Título
Área do conhecimento CNPq:
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/4514
Resumo: O objetivo deste trabalho é comparar dois algoritmos de controle dos ˆângulos de rolagem e arfagem de um controlador, para estabilização da aeronave em vôo. Para executar essa tarefa, duas metodologias de projeto de controlador serão utilizadas e comparadas. A primeira será a abordagem PID, baseada na teoria linear, enquanto a segunda utiliza a teoria de estabilidade de Lyapunov, mais precisamente no segundo método de Lyapunov, o qual é capaz de garantir a estabilidade de sistemas lineares ou não lineares. Uma completa modelagem matemática da cinemática e dinâmica do quadrotor será construída, bem como serão apresentadas técnicas de projeto baseadas em desempenho. Serão descritos os componentes principais de um quadrotor. Em seguida, a eficácia das abordagens serão testadas em uma bancada de testes, onde serão verificados a robustez à ruídos, o impacto das simplificações de modelagem e o desempenho dos controladores.
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A primeira será a abordagem PID, baseada na teoria linear, enquanto a segunda utiliza a teoria de estabilidade de Lyapunov, mais precisamente no segundo método de Lyapunov, o qual é capaz de garantir a estabilidade de sistemas lineares ou não lineares. Uma completa modelagem matemática da cinemática e dinâmica do quadrotor será construída, bem como serão apresentadas técnicas de projeto baseadas em desempenho. Serão descritos os componentes principais de um quadrotor. Em seguida, a eficácia das abordagens serão testadas em uma bancada de testes, onde serão verificados a robustez à ruídos, o impacto das simplificações de modelagem e o desempenho dos controladores.The goal of this study is to compare two control algorithms of roll and pitch attitude of a quadrotor, to stabilizes the airplane in flight. To perform this task, two different design methodologies will be used and compared. The first one will be the PID approach, based in linear theory, while the second uses Lyapunov’s stability theory, more precisely the Lyapunov’s second method, wich is able to guarantee the stability of linear and nonlinear systems . A complete mathematical model of kinematics and dynamics will be built ,as well as will bepresented performance-based design techniques. Will be described the main components of a quadrotor. And then, the effectiveness will be tested in a application framework, here they will be checked for robustness to noise, the impact of modeling simplifications and the controllers performance.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em Engenharia ElétricaUFJFBrasilFaculdade de EngenhariaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAAlgoritmosControle de aeronaveTítuloAlgoritmos de controle aplicados à estabilização do vôo de um quadrotorinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFTEXTexuperrybarroscosta.pdf.txtexuperrybarroscosta.pdf.txtExtracted texttext/plain167417https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/4514/3/exuperrybarroscosta.pdf.txt058cba6982931da7c5551161499de8a2MD53THUMBNAILexuperrybarroscosta.pdf.jpgexuperrybarroscosta.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1164https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/4514/4/exuperrybarroscosta.pdf.jpg8afd40da1cc4b7096e5be90094054211MD54ORIGINALexuperrybarroscosta.pdfexuperrybarroscosta.pdfapplication/pdf17243112https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/4514/1/exuperrybarroscosta.pdf69dafd12b20099b221f8bd8a9d94e9e1MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82197https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/4514/2/license.txt000e18a5aee6ca21bb5811ddf55fc37bMD52ufjf/45142019-06-16 05:06:19.526oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/4514TElDRU7vv71BIERFIERJU1RSSUJVSe+/ve+/vU8gTu+/vU8tRVhDTFVTSVZBCgpDb20gYSBhcHJlc2VudGHvv73vv71vIGRlc3RhIGxpY2Vu77+9YSwgdm9j77+9IChvIGF1dG9yIChlcykgb3UgbyB0aXR1bGFyIGRvcyBkaXJlaXRvcyBkZSBhdXRvcikgY29uY2VkZSBhbyBSZXBvc2l077+9cmlvIApJbnN0aXR1Y2lvbmFsIGRhIFVuaXZlcnNpZGFkZSBGZWRlcmFsIGRlIEp1aXogZGUgRm9yYSBvIGRpcmVpdG8gbu+/vW8tZXhjbHVzaXZvIGRlIHJlcHJvZHV6aXIsIHRyYWR1emlyIChjb25mb3JtZSBkZWZpbmlkbyBhYmFpeG8pLCBlL291IGRpc3RyaWJ1aXIgYSBzdWEgcHVibGljYe+/ve+/vW8gKGluY2x1aW5kbyBvIHJlc3VtbykgcG9yIHRvZG8gbyBtdW5kbyBubyBmb3JtYXRvIGltcHJlc3NvIGUgZWxldHLvv71uaWNvIGUgZW0gcXVhbHF1ZXIgbWVpbywgaW5jbHVpbmRvIG9zIGZvcm1hdG9zIO+/vXVkaW8gb3Ugdu+/vWRlby4KClZvY++/vSBjb25jb3JkYSBxdWUgbyBSZXBvc2l077+9cmlvIEluc3RpdHVjaW9uYWwgZGEgVW5pdmVyc2lkYWRlIEZlZGVyYWwgZGUgSnVpeiBkZSBGb3JhIHBvZGUsIHNlbSBhbHRlcmFyIG8gY29udGXvv71kbywgdHJhbnNwb3IgYSBzdWEgcHVibGljYe+/ve+/vW8gcGFyYSBxdWFscXVlciBtZWlvIG91IGZvcm1hdG8gcGFyYSBmaW5zIGRlIHByZXNlcnZh77+977+9by4gVm9j77+9IHRhbWLvv71tIGNvbmNvcmRhIHF1ZSBvIFJlcG9zaXTvv71yaW8gSW5zdGl0dWNpb25hbCBkYSBVbml2ZXJzaWRhZGUgRmVkZXJhbCBkZSBKdWl6IGRlIEZvcmEgcG9kZSBtYW50ZXIgbWFpcyBkZSB1bWEgY++/vXBpYSBkZSBzdWEgcHVibGljYe+/ve+/vW8gcGFyYSBmaW5zIGRlIHNlZ3VyYW7vv71hLCBiYWNrLXVwIGUgcHJlc2VydmHvv73vv71vLiBWb2Pvv70gZGVjbGFyYSBxdWUgYSBzdWEgcHVibGljYe+/ve+/vW8g77+9IG9yaWdpbmFsIGUgcXVlIHZvY++/vSB0ZW0gbyBwb2RlciBkZSBjb25jZWRlciBvcyBkaXJlaXRvcyBjb250aWRvcyBuZXN0YSBsaWNlbu+/vWEuIFZvY++/vSB0YW1i77+9bSBkZWNsYXJhIHF1ZSBvIGRlcO+/vXNpdG8gZGEgc3VhIHB1YmxpY2Hvv73vv71vIG7vv71vLCBxdWUgc2VqYSBkZSBzZXUgY29uaGVjaW1lbnRvLCBpbmZyaW5nZSBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcyBkZSBuaW5nde+/vW0uCgpDYXNvIGEgc3VhIHB1YmxpY2Hvv73vv71vIGNvbnRlbmhhIG1hdGVyaWFsIHF1ZSB2b2Pvv70gbu+/vW8gcG9zc3VpIGEgdGl0dWxhcmlkYWRlIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcywgdm9j77+9IGRlY2xhcmEgcXVlIG9idGV2ZSBhIHBlcm1pc3Pvv71vIGlycmVzdHJpdGEgZG8gZGV0ZW50b3IgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzIHBhcmEgY29uY2VkZXIgYW8gUmVwb3NpdO+/vXJpbyBJbnN0aXR1Y2lvbmFsIGRhIFVuaXZlcnNpZGFkZSBGZWRlcmFsIGRlIEp1aXogZGUgRm9yYSBvcyBkaXJlaXRvcyBhcHJlc2VudGFkb3MgbmVzdGEgbGljZW7vv71hLCBlIHF1ZSBlc3NlIG1hdGVyaWFsIGRlIHByb3ByaWVkYWRlIGRlIHRlcmNlaXJvcyBlc3Tvv70gY2xhcmFtZW50ZSBpZGVudGlmaWNhZG8gZSByZWNvbmhlY2lkbyBubyB0ZXh0byBvdSBubyBjb250Ze+/vWRvIGRhIHB1YmxpY2Hvv73vv71vIG9yYSBkZXBvc2l0YWRhLgoKQ0FTTyBBIFBVQkxJQ0Hvv73vv71PIE9SQSBERVBPU0lUQURBIFRFTkhBIFNJRE8gUkVTVUxUQURPIERFIFVNIFBBVFJPQ++/vU5JTyBPVSBBUE9JTyBERSBVTUEgQUfvv71OQ0lBIERFIEZPTUVOVE8gT1UgT1VUUk8gT1JHQU5JU01PLCBWT0Pvv70gREVDTEFSQSBRVUUgUkVTUEVJVE9VIFRPRE9TIEUgUVVBSVNRVUVSIERJUkVJVE9TIERFIFJFVklT77+9TyBDT01PIFRBTULvv71NIEFTIERFTUFJUyBPQlJJR0Hvv73vv71FUyBFWElHSURBUyBQT1IgQ09OVFJBVE8gT1UgQUNPUkRPLgoKTyBSZXBvc2l077+9cmlvIEluc3RpdHVjaW9uYWwgZGEgVW5pdmVyc2lkYWRlIEZlZGVyYWwgZGUgSnVpeiBkZSBGb3JhIHNlIGNvbXByb21ldGUgYSBpZGVudGlmaWNhciBjbGFyYW1lbnRlIG8gc2V1IG5vbWUgKHMpIG91IG8ocykgbm9tZShzKSBkbyhzKSBkZXRlbnRvcihlcykgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzIGRhIHB1YmxpY2Hvv73vv71vLCBlIG7vv71vIGZhcu+/vSBxdWFscXVlciBhbHRlcmHvv73vv71vLCBhbO+/vW0gZGFxdWVsYXMgY29uY2VkaWRhcyBwb3IgZXN0YSBsaWNlbu+/vWEuCg==Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2019-06-16T08:06:19Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false
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