Controlo de quadcopter

O controlo de voo dos quadcopters tem grande interesse devido ao aumento de número de aplicações que recorrem a este tipo de aeronaves. As vantagens que o recurso a 4 conjuntos de motor e hélice como meio de propulsão apresenta em relação a outro tipo de drones, são a capacidade de se manter imóvel no ar e a capacidade de descolar e aterrar na vertical. Ao mesmo tempo que um quadcopter tem estas vantagens, o sistema não linear tem 6 graus de liberdade, com apenas 4 atuadores o que coloca assim desafios no controlo de orientação e posição. O objetivo principal deste projeto consistiu em estudar a dinâmica do quadcopter, e aplicar diversas técnicas de controlo que permitiram controlar a orientação e altura do drone, tanto em simulação como a nível experimental. As técnicas de controlo foram a técnica PID, a técnica Fuzzy-PID e a técnica de backstepping. Das três técnicas utilizadas a que teve o desempenho mais robusto foi a técnica de backstepping e a que exigiu menos processamento computacional foi a técnica PID. A nível experimental efetuou-se a montagem do quadcopter e implementou-se um controlador de voo que recorreu a controladores PID para controlar a orientação, com resultados que se comportaram como na simulação.The flight control of quadcopters is of great interest due to the increase in the number of applications that use this type of aircraft. The advantages of the 4 motor and propeller sets as a means of propulsion, relative to other type of drones, are the ability to hover and the ability to take off and land vertically. While it has these advantages, the non-linear system also has 6 degrees of freedom with only 4 actuators, which thus poses challenges in the control of orientation and position. This project studied the dynamics of the quadcopter and applied several control techniques that allow controlling the orientation and height of the drone, both in simulation and in practice. The control techniques discussed in the simulation were the PID technique, the Fuzzy-PID technique and the backstepping technique. Of the three techniques used, the one with the most robust performance was the backstepping technique, and the one that required less digital processing effort was the PID technique. In practice, the quadcopter was assembled, and a flight controller was implemented that used PID controllers to control the orientation. We were able to implement orientation control, with results similar to the simulations