Comparação entre controladores PID com ajuste de ganhos com algoritmo genético para um veículo aéreo não tripulado de asa fixa

• Autor(a) principal: Araújo, Nathália dos Santos
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28555
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO; Controle automático; Algoritmos genéticos; Drone; Automatic control; Genetic algorithms; Drone aircraft

Os Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTS) são pequenas aeronaves que podem ser controladas de forma remota ou configuradas para voar de forma autônoma, sem a atuação direta de um ser humano. Dada a popularização crescente desses veículos, assim como o aumento de sua utilização em tarefas civis, novos modelos e novas técnicas de controle têm surgido, visando aumentar não só o custo-beneficio, mas também o desempenho operacional dos mesmos. Nesse contexto, este trabalho tem como foco VANTs de asa fixa - modelo de alta eficiência e baixo custo em geral -, cuja autonomia de voo é alcançada por estratégias de controle executadas por meio do Piloto Automático da aeronave. Portanto, têm-se como objetivo a comparação entre duas dessas estratégias: o PID para posição e os controladores PID para posição e velocidade, a fim de avaliar o desempenho do aeronave Cessna Skyhawk em ambos, visto que possuem complexidade e procedimentos distintos. O modelo de aeronave utilizado é disponibilizado pelo simulador de voo X-Plane 11 e os códigos dos controles são desenvolvidos em linguagem M assim, os testes de Software in the Loop (SIL) são realizados pelo simulador integrado ao MATLAB, que executa os controladores. Para realizar a integração entre as versões atuais dos dois programas, foi necessário estabelecer a comunicação direta entre eles, por meio de um protocolo que utiliza o User Datagram Protocol (UDP) em linguagem M, a fim de obter os valores em tempo real dos ângulos, posição e velocidade da aeronave. A partir desses valores, as estratégias de controle podem realizar o cálculo da atuação necessária para que o VANT tenha um voo estável. Os valores obtidos por cada controlador são atribuídos aos atuadores do veículo, responsáveis por seu controle fisico na simulação. Com a troca de dados entre os programas, o fluxo de leitura e escrita das variáveis de controle podem ser realizados durante o tempo real de simulação.