Projeto e alocação de controle de uma embarcação autônoma de superfície com 3 DoF e sistema de propulsão aéreo azimutal

• Autor(a) principal: Silva, Mathaus Ferreira da
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFJF
• Texto Completo: https://doi.org/10.34019/ufjf/te/2021/00085; https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13689
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; ASV superatuado; Alocação de controle; Robótica móvel; Propulsor azimutal aéreo; Over-actuated ASV; Control allocation; Holonomic vehicle; Mobile robotics; Aerial zimuth thruster

Além de grande parte de suas fronteiras estarem banhadas pelo oceano Atlântico, o Brasil possui grande número de rios e lagos ao longo de seu território. O constante monitoramento de suas bacias hidrográficas ´e de grande importância uma vez que a ´água pode ser usada para: preservação ambiental, geração de energia, abastecimento urbano, irrigação, transporte, pesca, etc. Desta maneira, a automação e o aprimoramento das técnicas de monitoramento e coleta de dados se mostram grandes aliados na redução de custos e aumento da confiabilidade destes processos. Neste contexto, este trabalho tem por objetivo apresentar a alocação de controle de uma nova topologia de embarcação autônomo de superfície - Autonomous Surface Vessel, Veículo Autônomo de Superfície (ASV) superatuado para o monitoramento de malhas hidroviárias em geral. A técnica de alocação utiliza-se do desacoplamento de sistemas não lineares em m´múltiplos subsistemas linearizados, permitindo um rápido processamento e atendendo `as restrições impostas. O veículo traz como diferencial de aplicação ser menos invasivo nas medições coletadas pelos sensores hídricos e apresentar maior versatilidade para a navegação em diferentes ambientes. Como diferencial construtivo, o mesmo ´e baseado em uma estrutura do tipo catamarã e possui seu conjunto de propulsores posicionados na parte superior dos cascos com direcionamento azimutal em 360 graus, tornando-o um veículo com a capacidade de se movimentar em três graus de liberdade. As t´técnicas implementadas e as características que o diferem das demais topologias são validadas através de simulações e testes reais, onde pode-se observar por meio dos ´índices de performance não intrusivos Integrated Absolute Error, Integral do Erro Absoluto (IAE) e Integrated Squared Error, Integral do Erro Quadrático (ISE) os desempenhos da alocação de controle e controle de posição.