Desenvolvimento de sistemas de aumento de estabilidade e controle para modelos de simulação de uma aeronave de asa rotativa

• Autor(a) principal: Oliveira, Cássio Bezerra de
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Produção Científica da Marinha do Brasil (RI-MB)
• Texto Completo: https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/845778
• topic: Aeronaves de asas rotativas; Estabilidade de aeronaves; Regulador linear quadrático; Dinâmica de voo; Engenharia aeronáutica; Aeronáutica

Este trabalho apresenta a concepção de sistemas de aumento de estabilidade e controle (SCAS - Stability and Control Augmentation System), suas implementações e teste em simulador de voo para um modelo linear de 6 graus de liberdade de uma aeronave de asas rotativas. Esses sistemas tem o objetivo de simular diferentes características de estabilidade e qualidade de voo (QDV). Inicialmente, a estrutura do controlador é proposta descentralizada e proporcional, utilizando realimentação estática de saída similar ao proposto em [Hoh 2003]. Para a síntese dos controladores foram usados os métodos de posicionamento sequencial de polos no lugar geométrico das raízes (LGR) e regulador linear quadrático (LQR) na forma apresentada em [Stevens e Lewis 2013]. Inicialmente foram feitas uma revisão teórica sobre a dinâmica de voo e estabilidade de aeronaves de asas rotativas e uma análise do modelo linear utilizado. Para obtenção das qualidades de voo desejadas, foi utilizado o posicionamento dos polos no LGR, utilizando os requisitos de amortecimento e frequência dos modos oscilatórios do modelo conforme estabelecido pela norma ADS-33E-PRF. Após a obtenção do sistema de controle foi realizada a avaliação de qualidade de voo no Simulador de Ensaios em Voo do Instituto de Pesquisas e Ensaios em Voo (IPEV) por dois pilotos experientes. Além do sistema inicialmente proposto, foram testadas outras estruturas de controle propostas pela norma ADS e encontradas na literatura, como: ACAH (Attitude Control Attitude Hold ), o uso de filtro washout, de mixer e de compensadores. Também forma analisados o uso de atuadores e da síntese por desigualdades Matriciais Lineares (LMI’s) para obtenção de controladores de estado e de saída.