Sistema de controle de atitude embarcado para vôo autônomo de aviões em escala

Abstract

O conceito de aeronave não tripulada tem acompanhado quase toda a história da aviação. Os primeiros projetos na área militar consistiam em bombas ou alvos não tripulados. Hoje estas aeronaves já contam com vários sistemas inteligentes, principalmente na área de reconhecimento e navegação. Nos últimos anos, os UAVs têm desempenhado um papel importante em muitas outras aplicações não militares. Com a miniaturização dos componentes eletrônicos e o incremento do poder de processamento dos computadores, tornou-se possível o desenvolvimento e utilização de UAVs de baixo custo em diversas áreas, onde anteriormente apenas aeronaves tripuladas eram empregadas. Este trabalho visa o desenvolvimento de um sistema de controle para um UAV de baixo custo. O módulo principal do sistema desenvolvido é, basicamente, um sistema de controle que atua diretamente nas superfícies de controle da aeronave. Espera-se com este trabalho consolidar subsídios suficientes para o desenvolvimento físico de um UAV de pequeno porte e baixo custo, servindo como plataforma de estudo da área aeronáutica dentro da Universidade Federal da Bahia. Inicialmente, foi objeto de estudo um modelo matemático da dinâmica de vôo de uma aeronave para o projeto do sistema de controle. Este modelo encontra-se implementado em Matlab/Simulink, através da ferramenta FDC. Também, foram estudadas as perturbações possíveis que podem afetar a dinâmica da aeronave, como vento e turbulência. Posteriormente, foi desenvolvido o projeto para a estrutura do sistema de controle. Com esta estrutura, desenvolvem-se controladores locais lineares para posteriormente serem colocados numa arquitetura de Seleção de Ganhos Ponderados, utilizando Lógica Fuzzy. Todos os controladores desenvolvidos são testados em simulações do comportamento da aeronave face ao controle no Matlab.