Estudo de um controlador robusto via D-estabilidade através das inequações matriciais lineares aplicado a um quadcopter

• Autor(a) principal: Santos, Géssica Cardoso dos
• Data de Publicação: 2017
• 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/1/6038
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Drone; Modelos matemáticos; Microcontroladores; MATLAB (Programa de computador); Drone aircraft; Mathematical models; Microcontrollers

Neste trabalho é feita a análise de controlador robusto utilizando-se a teoria de Lyapunov que aborda o problema de D-estabilidade aplicado a um quadcopter através de Linears Matrix Inequalities (LMIs). Diversos modelos de quadcopters foram desenvolvidos para as mais variadas funções, como filmar, tirar fotos, enviar comida e remédio a lugares inacessíveis. A estabilidade do sistema é imprescindível para que o equipamento execute suas funções. A análise pelas LMIs busca garantir a estabilidade do sistema permitindo controlar o tempo de estabelecimento, overshoot e frequência natural amortecida dos movimentos yaw, pitch, roll e altura do equipamento através das posições (x, y, z) e angulações (φ, θ and ψ) para cada hélice. Estudou-se um modelamento matemático para o quadcopter e obteve-se um sistema nãolinear que foi posteriormente linearizado. O problema de D-estabilidade teve por finalidade conferir se todos os pólos do sistema estavam contidos em determinadas regiões convexas do plano complexo. Para isto três regiões LMIs foram analisadas. Dessas três regiões, conseguiu-se restringir os pólos na região disco, cone e semi-plano esquerdo, o que permitiu controlar a frequência amortecida, o tempo para estabilidade e overshoot do sistema em questão. Com o intuito de examinar o comportamento do sistema no que diz respeito a estabilidade, tanto o sistema linearizado quanto o sistema não-linear foram submetidos ao tratamento do problema de D-estabilidade. Concluiu-se que com as analises realizadas nas regiões LMIs, o overshoot, a frequência natural amortecida e o tempo de estabelecimento, apresentaram as melhores respostas para o sistema quando os pólos sofriam maior restrição nas regiões cone, disco e semiplano esquerdo, respectivamente.