MODELAGEM MATEMÁTICA DE QUADRICÓPTEROS ATRAVÉS DA ANÁLISE DE SISTEMAS DINÂMICOS NO ESPAÇO DE ESTADOS - MATHEMATICAL MODELING OF QUADROTOR BASED IN SPACE OF STATES ANALYSIS OF DYNAMIC SYSTEM

Walquíria Do Nascimento Silva, Thiago da Silva Castro

Resumo


Este trabalho tem como objetivo apresentar a modelagem matemática para Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) do tipo quadricópteros e realizar a análise do seu comportamento dinâmico. Para uma maior uma compreensão da performance do veículo optou-se por trabalhar com modelos para o sistema no espaço de estados e propor técnicas de controle capazes de atingir a estabilidade do quadricóptero. Fora considerado o comportamento dinâmico em relação aos ângulos de Euler bem como a altitude z do quadricóptero.

 

This work presents a mathematical model for a quadricopter type, the Unmanned Aerial Vehicle (UAV), based on state space methodology. Considering the dynamic behavior of the Euler angles and the altitude of the quadricopter, four independent linear movements were defined. A PID controller was designed using the second method of Ziegler-Nichols, performing an analysis for a serie of pre-established movements. The purpose of the controller designing is to stabilize the system, and its development will be validated through simulation, whose results will certify the operation.


Palavras-chave


VANT, quadricópteros, controle, modelagem matemática - quadricopter, control, mathematical model.

Texto completo:

PDF

Referências


ALVES, A. S. C. Estudo e Aplicação de Técnicas de Controle Embarcadas para Estabilização de Voo de Quadricópteros. 2012. 121f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) – Faculdade de Engenharia UFJF. Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora.

BENIGNO, T.C.P. Modelagem matemática de atitude e posição do quadrotor. 2015. 72 f. Dissertação de Mestrado, Sistemas de Comunicação e Automação. Universidade Federal Rural do Semiárido, Programa de Pós-Graduação em Sistemas de Comunicação e Automação. Mossoró.

BENINCAS, F.; CAMARGO, M.A.S.; OKAMOTO JR, J. Desenvolvimento de um quadricóptero autônomo com controle dinâmico de estabilidade. 2011. Monografia de conclusão de Curso. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, São Paulo.

BRESCIANI, T. Modelling, Identification and Control of a Quadrotor Helicopter. Tese (Mestrado) – Lund University, 2008.

BOUABDALLAH, S. Design and control of quadrotors with application to autonomous flying. 2007. 155 f. Tese de Doutorado, Escola Politécnica Federal de Lausanne. Lausanne.

CATUNDA, P., VASCONCELLOS, C. Projeto, Construção e Controle de um Protótipo de um Quadrirrotor. Projeto de graduação em engenharia eletrônica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Departamento de Engenharia Eletrônica, 2013

COSTA, S. E. A. P. Controlo e Simulação de um Quadrirotor Convencional. 2008. 103f. Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Aeroespacial, Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa.

NISE, Norman S. Engenharia de Sistemas de Controle, 6a. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2013.

OGATA, K. Engenharia de Controle Moderno, 5a. ed. Pearson Education do Brasil, 2010.

PFEIFER, E. Projeto e controle de um UAV quadrirotor. 2013. 115f. Dissertação de Mestrado. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Departamento de Engenharia de Telecomunicações e Controle, São Paulo.

SÁ, R.C. Construção, modelagem dinâmica e controle PID para estabilidade de um veículo aéreo não tripulado do tipo quadrirotor. 2012. 67 f. Dissertação Mestrado – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia de Teleinformática, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Teleinformática, Fortaleza.

SILVA, G. M. A. Desenvolvimento e Controlo de um Veículo Autónomo Aéreo Quadrotor. 2009.117f. Mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores, Laboratório de Sistemas Autónomos, Instituto Superior de Engenharia do Porto, Porto.

SOUSA. J.D.A. Simulação e Desenvolvimento de um Veículo Aéreo Autónomo de Quatro Rotores. 2011. 178 f. Dissertação de Mestrado, Engenharia Eletrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade de Porto. Porto


Apontamentos

  • Não há apontamentos.




Licença Creative Commons
Este obra está licenciado com uma Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional.

Multiverso: Revista Eletrônica do Campus Juiz de Fora - IF Sudeste MG, ISSN 2447-8725, Juiz de Fora, Minas Gerais, Brasil.

Licença Creative Commons

Esta obra está licenciada com uma Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional.