Simulação e controle do sistema dinâmico de quadricóptero via lógica fuzzy em ambiente Matlab

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Menegale, Felipe Barbosa
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/1/7137
Resumo: O presente trabalho trata da simulação e controle de um sistema dinâmico de quadricóptero utilizando um controlador inteligente baseado em Lógica Fuzzy. Neste trabalho será apresentado um controle inteligente de Lógica Fuzzy dos ângulos de Roll, Pitch, Yaw e ganho de altura de um quadricóptero. O trabalho fez uso da ferramenta Simulink, da empresa MathWorks, para desenvolver a modelagem do sistema dinâmico em diagrama de blocos e realizar a simulação do sistema virtual. Na parte inicial deste trabalho é apresentado o embasamento teórico do tema, que conta com um breve histórico sobre quadricópteros e sobre os mais recentes projetos desenvolvidos nas áreas acadêmicas e industriais sobre o mesmo. Em seguida tem-se a descrição dos principais componentes necessários para a construção de um quadricóptero autônomo. Mais adiante, são apresentados os conceitos da Lógica Fuzzy e o formalismo de Newton-Euler como modelo matemático que descreve a dinâmica do quadricóptero. Então, tem-se a descrição das funções de pertinência e da base de regras dos dois tipos de sistemas Fuzzy empregados pelas quatro técnicas de controle aplicadas no sistema dinâmico. Por fim, tem-se a apresentação do diagrama de blocos do sistema em malha fechada e a geração dos resultados da aplicação de um controlador Fuzzy Simples, um controlador Proporcional Fuzzy, um controlador Fuzzy Duplo e um controlador Proporcional Derivativo Fuzzy. Finalmente, uma conclusão é gerada levando em conta o comportamento do sistema para cada resultado obtido.
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Na parte inicial deste trabalho é apresentado o embasamento teórico do tema, que conta com um breve histórico sobre quadricópteros e sobre os mais recentes projetos desenvolvidos nas áreas acadêmicas e industriais sobre o mesmo. Em seguida tem-se a descrição dos principais componentes necessários para a construção de um quadricóptero autônomo. Mais adiante, são apresentados os conceitos da Lógica Fuzzy e o formalismo de Newton-Euler como modelo matemático que descreve a dinâmica do quadricóptero. Então, tem-se a descrição das funções de pertinência e da base de regras dos dois tipos de sistemas Fuzzy empregados pelas quatro técnicas de controle aplicadas no sistema dinâmico. Por fim, tem-se a apresentação do diagrama de blocos do sistema em malha fechada e a geração dos resultados da aplicação de um controlador Fuzzy Simples, um controlador Proporcional Fuzzy, um controlador Fuzzy Duplo e um controlador Proporcional Derivativo Fuzzy. Finalmente, uma conclusão é gerada levando em conta o comportamento do sistema para cada resultado obtido.The present work refers to the simulation and control of a quadcopter’s dynamic system by using a intelligent controller based on Fuzzy logic. This work will show a smart controller for the Roll, Pitch and Yaw angles as well for the gain of height. The work uses the Simulink Tool from the MathWorks company to develop the dynamic system model on block diagram and run the simulation of the virtual system. Initially, it is shown a theoretical background that tells a brief quadcopter’s history and recent projects developed on both academical and industrial áreas. Then, it is presented a description of the main needed components to build an autonomous quadcopter. Further, the work presents the Fuzzy Logic concepts and the Newton-Euler formalism as the mathematical model that describes the quadcopter’s dynamic. Then, it has a description of the membership functions and the rule bases from both Fuzzy systems used by the four control techiniques applied on the dynamic system. Lastly, the work shows a block diagram from the system’s closed loop and it shows the results from the Simple Fuzzy Controller, the Proportional Fuzzy Controller, the Double Fuzzy Controller and the Proportional Derivative Fuzzy Controller. Finally, a conclusion is made considering the system’s behavior for each result obtained.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCornelio ProcopioEngenharia de Controle e AutomaçãoUTFPRBrasilCNPQ::ENGENHARIASAeronavesSistemas de controle inteligenteLógica difusaAirshipsIntelligent control systemsFuzzy logicSimulação e controle do sistema dinâmico de quadricóptero via lógica fuzzy em ambiente Matlabinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCornélio ProcópioSpatti, Danilo HernaneSpatti, Danilo HernaneAgulhari, Cristiano MarcosDuarte, Luís Fernando CaparrozMenegale, Felipe Barbosainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALCP_COEAU_2017_2_01.pdfapplication/pdf4430483http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/7137/1/CP_COEAU_2017_2_01.pdf78e68146f42e56e28280f6f11ef51502MD51LICENSElicense.txttext/plain1290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/7137/2/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD52TEXTCP_COEAU_2017_2_01.pdf.txtExtracted texttext/plain134188http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/7137/3/CP_COEAU_2017_2_01.pdf.txte0461e2500069c36e44cabcc14edffb5MD53THUMBNAILCP_COEAU_2017_2_01.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1320http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/7137/4/CP_COEAU_2017_2_01.pdf.jpga50cc3aa591a1fd0f8047a47add32d54MD541/71372020-11-10 15:54:43.693oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2020-11-10T17:54:43Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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