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Mémoire de Maîtrise
DOI
10.11606/D.18.2010.tde-08022011-095400
Document
Auteur
Nom complet
Darby Freitas de Albuquerque Lopes
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Carlos, 2010
Directeur
Jury
Terra, Marco Henrique (Président)
Siqueira, Adriano Almeida Gonçalves
Wolf, Denis Fernando
Titre en portugais
Estimativa da atitude e posição e controle robusto de um helicóptero autônomo
Mots-clés en portugais
Helicóptero
Navegabilidade de aeronaves
Sistemas de controle
Sistemas de posicionamento dinâmico
Resumé en portugais
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.
Titre en anglais
Attitude and position estimation and robust control of an autonomous helicopter
Mots-clés en anglais
Aircraft navigability
Control systems
Dynamic positioning systems
Helicopter
Resumé en anglais
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)
Date de Publication
2011-03-04
 
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