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Attitude Control of a Quadrotor

Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Instituto Militar de Engenharia

Main Author: Silva, Luis Otávio Guedes Lobo
Other Authors: Cunha, Antonio Eduardo Carrilho da
Format: Dissertação
Language: pt_BR
Published: 2021
Subjects:
Attitude
Control
Of
Quadrotor
Online Access: http://bdex.eb.mil.br/jspui/handle/123456789/9180
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spelling -12345678991802021-05-25T16:45:22Z Attitude Control of a Quadrotor Silva, Luis Otávio Guedes Lobo Cunha, Antonio Eduardo Carrilho da Attitude Control Of Quadrotor Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Instituto Militar de Engenharia Esta dissertação de mestrado apresenta uma proposta para o controle de atitude de um quadricóptero usando uma arquitetura de controle do tipo cascata. O objetivo é manter o quadricóptero no ar em uma posição fixa no espaço tridimensional, usando os sensores embarcados disponíveis. A estratégia de controle consiste em utilizar uma malha interna para estabilizar a orientação e a altura do quadricóptero e uma malha externa para estabilizar a posição horizontal, utilizando as velocidades lineares como sinais de referência. O sistema foi modelado em função dos ângulos de Euler por serem intuitivos. O modelo foi linearizado e desacoplado em seis modos para facilitar o projeto do controle de atitude. A malha interna possui quatro modos, em que um modo corresponde ao movimento vertical e três modos correspondem aos movimentos de rotação, isto é, a rolagem, a arfagem e a guinada. A malha externa possui os dois modos restantes correspondentes as velocidades longitudinal e lateral. Cada modo foi analisado isoladamente. Um controlador LQR com ação integral foi projetado para cada modo a fim de otimizar a resposta dinâmica. Além disso, um observador de estados baseado em um filtro de Kalman discreto foi implementado para estimar as velocidades horizontais. Os resultados apresentados nas simulações e nos experimentos provam que a adição da malha externa melhora signicativamente a regulação da posição horizontal. 2021-05-25T16:45:22Z 2021-05-25T16:45:22Z 2016 Dissertação http://bdex.eb.mil.br/jspui/handle/123456789/9180 pt_BR Este exemplar é de propriedade do Instituto Militar de Engenharia, que poderá incluí-lo em base de dados, armazenar em computador, micro filmar ou adotar qualquer forma de arquivamento. É permitida a menção, reprodução parcial ou integral e a transmissão entre bibliotecas deste trabalho, sem modificação de seu texto, em qualquer meio que esteja ou venha a ser fixado, para pesquisa acadêmica, comentários e citações, desde que sem finalidade comercial e que seja feita a referência bibliográfica completa. Os conceitos expressos neste trabalho são de responsabilidade do autor e dos orientadores. application/pdf
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