Introdução Robos Aéreos, Notas de aula de Robótica

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Princípios de Robótica

Robôs Aéreos

Prof. Anderson Sachetto Rosa

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VANTs

VANTs

• Schiebel’s S-

VANTs

Isso acontece devido à

• Capacidade de decolar e aterrissar verticalmente
• Realizar tarefas de voo pairado alterando a orientação de guinada
• Se mover longitudinalmente ou lateralmente enquanto mantém uma mesma cota vertical
• Alterar completamente a direção de vou, ou deter-se rapidamente.

VANTs

A flexibilidade de manobras, obtidas com a utilização de asas rotativas, gera maior complexidade no controle destas máquinas. Helicópteros e quadrimotores se caracterizam como sistemas inerentemente instáveis, multivariáveis, com dinâmica complexa e altamente acoplada.

Sensores

Inclinômetro: é um sensor unidirecional capaz de medir o ângulo de inclinação do veículo no qual está montado, em relação ao vetor gravidade. Altímetro: Instrumento utilizado para medir a altitude do veículo em relação a um nível fixo. (Pressão estática do ar, ultrassom e laser).

Movimentos

O movimento de inclinação ou arfagem é uma rotação sobre o eixo que passa pelas asas.

Movimentos

A manobra de guinada é uma rotação sobre o eixo vertical intrínseco.

Movimentos

Modelagem de VANTs

Modelo de Newton-Euler, representação em variáveis de estado Modelo de Euler-Lagrange

Modelagem de VANTs

Zein-Sabatto e Zheng, utilizam uma plataforma experimental para obter dados de voo de um helicóptero, os dados são então utilizados para a identificação do modelo utilizando Redes Neurais Artificiais. ZEIN-SABATTO, Saleh; ZHENG, Yixiong. Intelligent flight controllers for helicopter control. In: Proceedings of International Conference on Neural Networks (ICNN'97). IEEE, 1997. p. 617-621.

Modelagem de VANTs

• Os coeficientes de um controlador PID usado para controle de ângulo de lâmina são pesquisados usando algoritmos genéticos.
• O controlador de velocidade do rotor principal é projetado usando o algoritmo de lógica Fuzzy baseado no conhecimento gerado a partir da compreensão da teoria aerodinâmica e análise dos dados de voo experimental do helicóptero.
• O controlador de voo de helicóptero inteligente é formado pela combinação do controlador PID de ângulo da lâmina e o controlador de velocidade fuzzy do rotor. ZEIN-SABATTO, Saleh; ZHENG, Yixiong. Intelligent flight controllers for helicopter control. In: Proceedings of International Conference on Neural Networks (ICNN'97). IEEE, 1997. p. 617-621.

Modelagem de VANTs

Hashimoto et al. utilizaram um técnicas de modelagem de sistemas (ARX, ARMAX e Output-Error ) para estimar o modelo dinâmico do robô. O modelo que minimizou a função custo foi um de 23 ª com dois delays. HASHIMOTO, Seiji et al. Robust control design based on identified model for autonomous flight system of an unmanned helicopter. In: IECON'01. 27th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (Cat. No. 37243). IEEE, 2001. p. 323-328.