Registro fonte: Prototipagem virtual, simulação e controle de um quadrirotor utilizando controle seguidor com atribuição de autoestrutura completa

Prototipagem virtual, simulação e controle de um quadrirotor utilizando controle seguidor com atribuição de autoestrutura completa

This dissertation presents the development of a tracking control system, with state feedback, for a didactic plan of a quadrirotor constituted of four rotors arranged in a cross shape. The dynamics system is nonlinear and multivariable, the plant can be set up with two and three degrees of freedom,...

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Autor principal:	Malaquias, Wanderlei
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2019
Assuntos:	Helicópteros Engenharia de protótipos Sistemas não-lineares Helicopters Prototypes, Engineering Nonlinear systems CNPQ::ENGENHARIAS Engenharia Mecânica
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4540
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id	riut-1-4540
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spelling	riut-1-45402019-11-12T06:00:42Z Prototipagem virtual, simulação e controle de um quadrirotor utilizando controle seguidor com atribuição de autoestrutura completa Virtual prototyping, simulation and control of a quadrirotor using tracking control with entire eigenstructure assignment Malaquias, Wanderlei Montezuma, Marcio Aurelio Furtado http://lattes.cnpq.br/2487283169795744 Montezuma, Marcio Aurelio Furtado http://lattes.cnpq.br/2487283169795744 Koroishi, Edson Hideki http://lattes.cnpq.br/9465293262026260 Angélico, Ricardo Afonso http://lattes.cnpq.br/4572583709143785 Helicópteros Engenharia de protótipos Sistemas não-lineares Helicopters Prototypes, Engineering Nonlinear systems CNPQ::ENGENHARIAS Engenharia Mecânica This dissertation presents the development of a tracking control system, with state feedback, for a didactic plan of a quadrirotor constituted of four rotors arranged in a cross shape. The dynamics system is nonlinear and multivariable, the plant can be set up with two and three degrees of freedom, enabling to study the movements of roll, pitch and yaw. The mathematical models system were generated by virtual prototyping method, with the aid of the dynamic analysis software MSC ADAMS. Two models were generated for each plant configuration, a linear and a nonlinear. The linear model was employed to generate the gain matrix used in the state feedback control system with entire eigenstructure assignment, the nonlinear model represents the dynamics real plant. The models were simulated using the MATLAB/SIMULINK and MSC ADAMS softwares, step, ramp and sine type inputs were used. Analyzes were performed and it was verified that the control system was able to control the nonlinear system using the gains found through the linear model, since the errors found were considered small. The system also proved to be effective in the presence of white noise. Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de um sistema de controle seguidor, com realimentação de estados, para uma planta didática de um quadrirotor constituído de quatro rotores dispostos em forma de cruz. A dinâmica do sistema é não linear e multivariável, a planta pode ser configurada com dois e três graus de liberdade, nela foram estudados os movimentos de rolagem, arfagem e guinada. Os modelos matemáticos do sistema foram gerados através do método de prototipagem virtual, com o auxílio do software de análise dinâmica MSC ADAMS. Foram gerados dois modelos para cada configuração de planta, um linear e outro não linear. O modelo linear foi empregado para gerar as matrizes de ganho utilizadas no sistema de controle com realimentação de estados com atribuição de autoestrutura completa, o modelo não linear representa a dinâmica da planta real. Os modelos foram simulados utilizando os softwares MATLAB/SIMULINK e MSC ADAMS, foram utilizadas entradas do tipo degrau, rampa e senoidal. Análises foram realizadas e verificou-se que o sistema de controle teve capacidade de controlar o sistema não linear utilizando os ganhos encontrados através do modelo linear, uma vez que os erros encontrados foram considerados aceitáveis. O sistema também mostrou-se eficaz na presença de ruído. 2019-11-11T12:42:40Z 2019-11-11T12:42:40Z 2017-06-01 masterThesis MALAQUIAS, Wanderlei. Prototipagem virtual, simulação e controle de um quadrirotor utilizando controle seguidor com atribuição de autoestrutura completa. 2017. 92 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Tecnológica Federal do Parará, Cornélio Procópio, 2017. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4540 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Cornelio Procopio Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica UTFPR
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description	This dissertation presents the development of a tracking control system, with state feedback, for a didactic plan of a quadrirotor constituted of four rotors arranged in a cross shape. The dynamics system is nonlinear and multivariable, the plant can be set up with two and three degrees of freedom, enabling to study the movements of roll, pitch and yaw. The mathematical models system were generated by virtual prototyping method, with the aid of the dynamic analysis software MSC ADAMS. Two models were generated for each plant configuration, a linear and a nonlinear. The linear model was employed to generate the gain matrix used in the state feedback control system with entire eigenstructure assignment, the nonlinear model represents the dynamics real plant. The models were simulated using the MATLAB/SIMULINK and MSC ADAMS softwares, step, ramp and sine type inputs were used. Analyzes were performed and it was verified that the control system was able to control the nonlinear system using the gains found through the linear model, since the errors found were considered small. The system also proved to be effective in the presence of white noise.
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Prototipagem virtual, simulação e controle de um quadrirotor utilizando controle seguidor com atribuição de autoestrutura completa

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