Desenvolvimento de um Veículo Aéreo Não-Tripulado - LARA ...

6.3.3 Caixa Branca
Sobre o conhecimento e estruturação do modelo, podemos citar três formas a serem escolhidos
para o projeto. O modelo caixa branca é o modelo um modelo clássico de identificação, no qual
se conhece o processo com relativa clareza. As equações dos estados são montadas de acordo com
as leis físicas que governam o processo e todos os parâmetros possuem significado físico. Tais
parâmetros por sua vez, são obtidos através de formulações matemáticas de acordo com a física
do processo.
Este tipo de modelo é muito antigo, pois era o único meio de se obter os parâmetros de um
modelo físico. A grande vantagem em descrever um processo por caixa branca é a presença de
variáveis com significado físico, o que facilita a verificação de erros, pois é esperado que essas variáveis
tenham certos valores de acordo com a física do processo. A desvantagem é a necessidade
de se possuir um conhecimento muito grande do processo para descrevê-lo e calcular seus parâmetros
matematicamente. Além disso, sempre existem eventos em que o modelo não descreve, como
algum tipo de atrito ou desgaste de uma peça com o tempo, e com isso haverá discrepâncias entre
a saída real e a saída do modelo.
Para o projeto em questão, uma identificação em caixa branca é inviável. Por mais que
tenhamos o modelo do VANT em espaço de estados, mostrado na Seção 6.5.5 deste Capítulo,
o cálculo de todas as suas variáveis seria inviável dados nossos instrumentos. Seria necessário
instrumentos de maior precisão como balanças e túneis de vento, para calcular corretamente
momentos lineares, angulares e coeficientes aerodinâmicos.
6.3.4 Caixa Cinza
O modelo tipo caixa cinza é muito semelhante com o modelo caixa branca. Ele se assemelha
no fato de as equações do modelo serem escritas de acordo com a física do processo, de maneira
que todos os parâmetros possuem significado físico. Porém os parâmetros são obtidos através de
ferramentas como o método dos Mínimos quadrados no caso linear, citado na Seção 6.4.1 ou o
Filtro de Kalman, citado na Seção 6.4.2, por exemplo, junto de um conjunto de medições feitas
do processo.
A vantagem de se utilizar esse método é mesma do método caixa branca, a presença de variáveis
com significado físico. Porém esse método é mais interessante, pois os parâmetros são obtidos por
ferramentas computacionais, e não por cálculos matemáticos. A desvantagem deste modelo é a
necessidade de conhecimento do processo para descrevê-lo e confiabilidade nas medições feitas.
Caso elas não sejam confiáveis, a identificação não será feita corretamente.
Este método será utilizado nesse trabalho, pois se tem conhecimento do modelo mas não
possuímos instrumentos suficientes para obter os parâmetros, que serão obtidos com as ferramentas
citadas na Seção 6.4. Os modelos utilizados nas Seções 6.5.5 e 6.5.4 são do tipo caixa cinza.
119