CONTROLO DE ALTITUDE

Páginas: 61 (15209 palavras) Publicado: 6 de agosto de 2013
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

U NIVERSIDADE F EDERAL DO R IO G RANDE DO N ORTE
C ENTRO DE T ECNOLOGIA
P ROGRAMA DE P ÓS -G RADUAÇÃO EM E NGENHARIA E LÉTRICA
DE C OMPUTAÇÃO

E

Controle de Atitude e Altitude Para Um Veículo
Aéreo Não Tripulado Do Tipo Quadrotor

João Paulo Ferreira Guimarães

Orientador: Prof. Dr. Adelardo Adelino Dantas de Medeiros

Dissertação deMestrado apresentada ao
Programa de Pós-Graduação em Engenharia
Elétrica e de Computação da UFRN (área de
concentração: Engenharia de Computação)
como parte dos requisitos para obtenção do
título de Mestre em Ciências.

Natal, RN, 18 de dezembro de 2012

Resumo

Um Quadrotor é um Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) dotado de quatro rotores
distribuídos nas extremidades de uma estruturamecânica simples em forma de "X".
O objetivo desse trabalho é construir e estabilizar uma aeronave desse tipo, com alta
capacidade de carga, em uma determinada altitude, sob ângulos de rolagem, guinada e
arfagem pré-definidos.
A abordagem de controle de estabilização baseia-se numa transformação das variáveis
de entrada do sistema afim de realizar o controle de forma desacoplada. A estratégiaproposta se baseia na divisão do problema de controle em dois níveis hierárquicos: o nível
inferior, objeto deste trabalho, mantém os ângulos e a altitude do veículo em valores desejados, enquanto o nível superior estabelece referências adequadas para o nível inferior,
de forma a executar os movimentos desejados.
Uma arquitetura de hardware e software foi especialmente desenvolvida eimplementada para um protótipo experimental usado para testar e validar a abordagem de controle
proposta.
Palavras-chave: VANT, Quadrotor, Controle de atitude e altitude, Controle desacoplado

Abstract

A Quadrotor is an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) equipped with four rotors distributed on a simple mechanical "X"form structure.
The aim of this work is to build and stabilize a Quadrotor aircraft inthe roll, pitch and
yaw angles at a certain altitude.
The stabilization control approach is based on an input system transformation in order
to perform a decoupled control. The proposed strategy is based on break the control problem into two hierarchical levels: A lower level, object of this work, maintains the desired
altitude an angles of the vehicle while the high level establishesappropriate references to
the lower level, performing desired movements.
A hardware and software architecture was specially developed and implemented for
an experimental prototype used to test and validate the proposed control approach.
Keywords: UAV, Quadrotor, Attitude and Altitude Control, Decoupled controller

Sumário

Sumário

i

Lista de Figuras

iii

Lista de Tabelas

v

Listade Símbolos e Abreviaturas

vi

1 Introdução
1.1 Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 Organização da dissertação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1
3
3

2 Revisão Bibliográfica
2.1 Os veículos aéreos não tripulados . . .
2.2 O Quadri-rotor . . . . . . . . . . . .
2.2.1 Princípio de funcionamento .
2.3 Arquiteturas deHardware e Software .
2.4 Sistemas de Controle . . . . . . . . .

.
.
.
.
.

4
4
5
6
7
10

3 O veículo aéreo
3.1 Arquitetura de Hardware e Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1 Estação Base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.2 Computador Embarcado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13
16
19
22

4 Modelagem e Controle
4.0.3Modelo do atuador . . . . . . . . . .
4.0.4 Dinâmica Rotacional . . . . . . . . .
4.0.5 Dinâmica Translacional . . . . . . .
4.1 Sistema de controle . . . . . . . . . . . . . .
4.1.1 A implementação do controlador PID

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

....
Ler documento completo

Por favor, assinar para o acesso.

Estes textos também podem ser interessantes

  • ALTITUDES
  • Altitude
  • controlo
  • controlo
  • Controlo
  • altitude e eclimaçao
  • Floresta de altitude
  • Calculando altitude

Seja um membro do Trabalhos Feitos

CADASTRE-SE AGORA!