Linear trajectory control of a robotic quad-propelled airship

Orientadores: André Ricardo Fioravanti, Ely Carneiro de PaivaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Nos últimos anos o uso de VANTs tem se popularizado no meio civil, abrangendo aplicações ambientais e monitoramento em agricultura. Neste contexto o projeto DRONI foi proposto em 2013 objetivando a construção de um dirigível robótico com propulsão quádrupla capaz de desempenhar funções de monitoramento ambiental da floresta Amazônica. Diante disso, este trabalho tem como objetivo principal realizar controle de trajetória de um dirigível robótico em voo de cruzeiro. Para tanto foi utilizado um simulador validado pelo projeto AURORA e adaptado para o projeto DRONI. Primeiramente são apresentados o simulador e o modelo do dirigível. Ademais, é feita uma análise de estabilidade do modelo linearizado. Em um segundo momento é apresentado o impacto do uso de diferencial cruzado entre os motores das hélices. Além disso, é proposto um método de controle para seguimento de trajetória utilizando LQR....Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digitalAbstract: In the last decade there has been an increasing interest in UAVs from civilian users, namely for air monitoring in agriculture and environmental applications. In this context, the DRONI project was proposed in 2013 aiming to develop a robotic autonomous quad-propelled airship capable to perform air monitoring in the Amazon forest. The main objective of this work is the trajectory control of an robotic airship in cruise flight. Therefore, a simulator validated by AURORA project and adapted to DRONI project was the main tool to verify the techniques presented here. Firstly, some features of the simulator and also the model used to design the controllers are presented. Moreover, a stability analysis of the linearized model is made. In a second moment, the concept of crossed differential thrust is introduced and its impact on the dynamics is analysed....Note: The complete abstract is available with the full electronic documentMestrado33003017CAPESCNP