Análise do desempenho de técnicas de controle aplicadas a quadrotores.

Abstract

Os VAANTs, Veículos Aéreos Autônomos Não Tripulados, estão sendo alvo de estudo e de desenvolvimento em expansão. Com diversas aplicações, como por exemplo, aquisição de imagens aéreas, monitoramento, inspeção de dutos e linhas de transmissão de energia, mapeamento e pulverização de plantações, os VAANTs vêm em uma crescente com objetivos na redução de custos e realização de missões perigosas. Para que os VAANTs possam operar satisfatoriamente, robustos métodos de controle devem ser empregados. Este trabalho apresenta uma análise de cinco técnicas de controle aplicadas a quadrotores. A metodologia consiste em avaliar parâmetros de desempenho como máximo sobressinal, erro em regime permanente e velocidade da resposta, analisando-os na planta linearizada com a presença do controlador e verificando qual possui um melhor resultado. O controle PID, com sintonia de ganhos pelo método Twiddle, visa encontrar uma melhor resposta que garanta a minimização do erro médio da planta. O controle PID, com sintonia de ganhos pelo método Successive Loop Closure, atua de forma que a resposta seja obtida a partir da saturação dos atuadores. O controle via LQR busca a minimização da função de custo para otimizar o sistema garantindo a estabilidade. O controle via LQG visa garantir a atenuação de ruídos presentes no sistema. A técnica de controle via Lyapunov, garante a estabilidade dos sistemas, lineares e não lineares. Após realizar as simulações em dois cenários, na presença e na ausência de um ruído, aplicados em quadrotores de dimensões distintas, as técnicas de controle estudadas apresentam bons resultados, sendo o LQG com o melhor desempenho.