Modelagem, controle e simulação de um veículo aéreo não tripulado do tipo quadrirrotor

Abstract

Os Veículos Aéreos Não-Tripulados estão cada vez mais presentes na sociedade. Entre eles, os quadrirrotores têm tido bastante destaque por sua alta versatilidade, podendo ser utilizados nas mais diversas aplicações (mapeamento geográfico, monitoramento de perímetros, entrega de mercadorias, etc). Esses veículos são caracterizados por seu formato em X e seu sistema de propulsão composto por quatro conjuntos de hélice-motor. Com seis graus de liberdade, permitem uma alta manobrabilidade que ocasiona em sua vasta aplicabilidade. Este trabalho propõe a modelagem de um quadrirrotor através da metodologia Desenvolvimento Baseado em Modelo (MBD), cuja premissa é otimizar o desenvolvimento através da modelagem do sistema e de sua constante validação por simulações. A modelagem do quadrirrotor aqui proposta, ao invés de utilizar os clássicos formalismos de Newton-Euler ou Euler-Lagrange, baseia-se nos conceitos de Sistemas Multicorpos, onde o modelo é desenvolvido a partir da representação tridimensionalcomputacional dos corpos que compõem o objeto final. A fim de validar a modelagem através de simulações, também propõe-se a implementação de controladores PD-PID e LQI, realizando-se um comparativo entre as estratégias de controle aplicadas e avaliando o comportamento do modelo em ambos os cenários.