Localização, modelagem e controle de um helimodelo em ambientes internos
Carregando...
Arquivos
Data
Autor(es)
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Leonardo Antonio Borges Torres
Mario Fernando Montenegro Campos
Paulo Henriques Iscold Andrade de Oliveira
Mario Fernando Montenegro Campos
Paulo Henriques Iscold Andrade de Oliveira
Resumo
Este trabalho aborda o problema de robotização de um helimodelo comercial de pequeno porte para operação em ambientes internos. A solução para o problema ´e dividida em três sub-tarefas: projeto e implementação de algoritmos de localização, desenvolvimento da modelagem matemática do helimodelo e projeto e implementação de leis de controle. Para localização, propõe-se a combinação de informações provenientes de um sistema de visão estéreo e de sensores inerciais via Filtragem de Kalman. Os estados estimados,que compreendem posições e velocidades lineares e angulares, sãousados em conjunto com os sinais de comando do piloto para estimar, por meio de métodos de identificação, os parâmetros de um modelo caixa-cinza. De posse do modelo dinâmico do helimodelo, são projetados os controladores. Inicialmente, são feitos testes numa plataforma que restringe o movimento do helimodelo a variações nos ângulos de atitude. Em seguida, o controle é feito sem qualquer mecanismo de restrição de movimentos, utilizando-se controladores PID clássicos em cascata. Resultados experimentais mostram a estabilização de todos os graus de liberdade do helimodelo.
Abstract
This work addresses the robotization problem of a small-scale commercial helicopter. The problem solution involves three subtasks: design and implementation of algorithms for localization, development of the helicopter mathematical model and design and implementation of control laws. For localization, the combination of a stereo vision system and inertial sensors information via Kalman Filtering is proposed. The estimated states, which are linear and angular positions and velocities, along with the pilot commands are used to estimate, through system identification methods, the parameters of a gray box model. Once the helicopter model is identified, the controllers are designed. The first tests were performed in a platform that restricted the helicopter movements to variations in the attitude angles. In the following tests, the helicopter was controlled without any device to restrict its movements, using traditional PID cascade control. Experimental results show stabilization of all the helicopter degrees of freedom.
Assunto
Engenharia elétrica
Palavras-chave
robótica, helicóptero