Técnicas de estimação de parâmetros utilizadas para a modelagem matemática de propulsores eletromecânicos

• Autor(a) principal: Matos, Dionatan Breskovit de
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIJUI
• Texto Completo: http://bibliodigital.unijui.edu.br:8080/xmlui/handle/123456789/5571
• topic: Ciências exatas e da terra.; Modelagem matemática.; Multirrotores.; Modelagem caixa preta.; ARIMAX.; ARMAX.; Estimadores.; Identificadores.

As aeronaves do tipo multirrotor têm sido crescentemente investigadas, particularmente o quadrirrotor. Estudos acerca dos VANTs (Veículos Aéreos Não Tripulados) apresentam o quadrirrotor como plataforma padrão, devido aos seus benefícios, tais como: baixo custo de construção, estabilidade de voo, percepção tridimensional e mobilidade, quando comparadas a outros tipos de aeronaves. Logo, caracteriza-se como um desafio na área de controle. Este fato faz com que haja a necessidade da aquisição do modelo matemático do conjunto de propulsão eletromecânico que compõe estas aeronaves. A fim de encontrar um modelo que melhor possa descrever os aspectos referentes ao sistema, utilizam-se de características específicas dos parâmetros do sistema, obtidas por meio de métodos de estimação de parâmetros, baseados nos mínimos quadrados e associados às técnicas de modelagem caixa preta. Nesse contexto, se propõem a obtenção do modelo matemático ARIMAX (AutoRegressive Integrated Moving Average Exogenous inputs) e ARMAX (AutoRegressive Moving Average with Exogenous inputs), a fim de comparar a performance entre os mesmos para cada estimador, utilizando como um dos critérios o menor número de iterações numéricas, pois caracteriza convergência rápida. A determinação dos parâmetros característicos dar-se-á por meio da utilização dos estimadores de Gauss-Newton e de Levenberg-Marquardt. A diretriz metodológica consiste na realização das etapas da Identificação de Sistemas. As simulações computacionais são realizadas no software MatLab, de acordo com a estrutura dos algoritmos de cada estimador proposto, e, as validações dos modelos e de seus parâmetros, se dão por comparação entre os dados do sistema real, obtidos a partir da planta didática (plataforma de testes), análises residuais e entre a performance dos modelos matemáticos. Constata-se que o modelo ARIMAX, através do método de Gauss-Newton, revela-se como o que melhor descreve o comportamento não linear do propulsor eletromecânico. O resultado desta investigação é uma contribuição à comunidade científica que busca modelar matematicamente os VANTs do tipo multirrotor.