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Disertación de Maestría
DOI
10.11606/D.18.2010.tde-08022011-095400
Documento
Autor
Nombre completo
Darby Freitas de Albuquerque Lopes
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Carlos, 2010
Director
Tribunal
Terra, Marco Henrique (Presidente)
Siqueira, Adriano Almeida Gonçalves
Wolf, Denis Fernando
Título en portugués
Estimativa da atitude e posição e controle robusto de um helicóptero autônomo
Palabras clave en portugués
Helicóptero
Navegabilidade de aeronaves
Sistemas de controle
Sistemas de posicionamento dinâmico
Resumen en portugués
Este trabalho aborda o estudo de um sistema de referência inercial de posição e atitude e um sistema de controle para um helicóptero autônomo utilizando, como base para formulação e testes, o modelo linearizado da aeronave Yamaha R-MAX. Um sistema de referência inercial (INS) e um sistema de referência de atitude e orientação (AHRS) são utilizados para estimar a posição e atitude da aeronave, e estimadores robustos baseados no filtro de Kalman são empregados para minimizar os efeitos de incertezas paramétricas. É utilizada uma estratégia de controle em cascata com três malhas consistindo de uma malha interna para garantir a estabilidade do helicóptero (são utilizadas as técnicas LQR e H 'INFINITO', separadamente), uma malha intermediária baseada em linearização por realimentação (FLC) para desacoplar os pares entrada/saída e uma malha externa baseada em um controlador proporcional-derivativo (PD) para permitir o rastreamento da trajetória. Resultados de simulação são apresentados para avaliar o desempenho de cada abordagem.
Título en inglés
Attitude and position estimation and robust control of an autonomous helicopter
Palabras clave en inglés
Aircraft navigability
Control systems
Dynamic positioning systems
Helicopter
Resumen en inglés
This work concerns the study of an inertial reference system and a control system for an autonomous helicopter using, as basis for the formulation and testing, the linearized mo del of the aircraft Yamaha R-MAX. An inertial navigation system (INS) and an attitude and orientation reference system (AHRS) are used to estimate the position and attitude of the aircraft and robust estimators based on Kalman filter are employed to minimize the effects of parametric uncertainties. A cascaded control architecture with three control methodologies is used, consisting of an inner-loop to ensure stability of the helicopter (the LQR and H 'INFINITE' techniques are used, separately), a mid-loop based on linearization feedback (FLC) to decouple the dynamics ofthe lateral, longitudinal, vertical and heading axes and an outer-loop based on a proportional-derivative (PD) controller to enable trajectory tracking. Simulation results are presented to evaluate the performance of each approach.
 
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Darby.pdf (1.69 Mbytes)
Fecha de Publicación
2011-03-04
 
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