Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.)

Controle Robusto Suave Aplicado ao Pouso de Quadrirrotores

Paulo Roberto Yamasaki Catunda

Março/2016

Orientador:

Alessandro Jacoud Peixoto

Programa:

Engenharia Elétrica

      Neste trabalho, o problema de p ouso autˆonomo de um quadrirrotor em uma plataforma que oscila verticalmente ´e ab ordado. Um esquema de controle adaptativo robusto de altitude ´e prop osto, baseado no controle suave p or mo dos deslizantes, para lidar com o efeito aero dinˆamico denominado Efeito Solo e com a varia¸c˜ao de massa durante a tarefa de capta¸c˜ao/libera¸c˜ao de carga. A an´alise de estabilidade assumindo a disponibilidade da velocidade vertical para realimenta¸c˜ao ´e apresentada. No caso onde o Efeito Solo pode ser parametrizado, o algoritmo de M´inimos Quadrados Normalizados (NLS) ´e utilizado para estimar os parˆametros desconhecidos. Sendo assim, um controlador proporcional derivativo com ganhos variantes no tempo ´e desenvolvido com base no algoritmo NLS. Para o controle de posi¸c˜ao e orienta¸c˜ao do quadrirrotor ´e empregada uma abordagem de controle hier´arquico com uma malha interna e uma malha externa. A malha interna controla a orienta¸c˜ao do ve´iculo, enquanto a malha externa controla a posi¸c˜ao ao longo de uma trajet´oria. Controladores do tipo proporcional derivativo juntamente com parcela antecipativa e lineariza¸c˜ao por realimenta¸c˜ao s˜ao considerados. Al´em disso, ´e desenvolvido um modelo n˜ao-linear de um quadrirrotor seguindo os formalismos de Newton-Euler e de Euler-Lagrange para corpos r´igidos. As aproxima¸c˜oes tradicionalmente utilizadas no desenvolvimento dos modelos s˜ao avaliadas. Os desempenhos dos m´etodos propostos s˜ao ilustrados por meio de simula¸c˜oes num´ericas e resultados experimentais obtidos com o quadrirrotor e a bancada experimental desenvolvidos.