Desenvolvimento de um VeÃculo AÃ©reo NÃ£o-Tripulado - LARA ...

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vx (m/s) 20 10 0 -10 Velocidade (Vôo Real) CEKF Dec. EKF -20 0 50 100 150 200 250 300 350 400 vz (m/s) vy (m/s) 30 20 10 0 -10 -20 15 10 5 0 -5 -10 CEKF Dec. EKF 0 50 100 150 200 250 300 350 400 CEKF Dec. EKF 0 50 100 150 200 250 300 350 400 tempo (s) Figura 7.18: Estimação - Dados Reais - Velocidade Posição 3D 80 GPS CEKF Dec. EKF 60 z (up, m) 40 20 0 150 -20 100 40 20 0 -20 -40 -60 y (north, m) -80 -100 -120 -150 -100 -50 50 0 x (east, m) Figura 7.19: Estimação - Dados Reais - Posição 3D do Decoupled EKF, sistema ENU predição em relação a correção. A amplitude desses “pulos” é de no máximo 0,2 m, o que mostra a predição está coerente para pequenos horizontes de tempo. Como não há uma referência, não há como afirmar qual estimador é melhor. Porém, o CEKF mostrou mais coerentes do ponto de vista qualitativo, mas isso pode ser atribuído a um ajuste mais correto do filtro. 154
7.5 Identificação Os presentes gráficos mostram os resultados oriundos de uma identificação aproximando o processo por um modelo linear, assim como [82] e [83]. Nossa abordagem foi muito semelhante à deles, pois utilizamos o MATLAB para tal. Os modelos utilizados além de serem linearizados, foram desacoplados, como comentado em 6.5.2. Para evitar influências de acoplamento de variáveis que possivelmente poderiam afetar a estabilidade de nosso modelo identificado, modelos cada vez mais desacoplados foram utilizados, como também foi sugerido em [82], e com isso foram obtidos bons modelos identificados. Basicamente a identificação foi feita com três tipos de modelo. Os modelos desacoplados longitudinal e lateral (MD), com 2 entradas e 4 saídas e modelos com todas saídas desacopladas (MSD), com 2 entradas e 1 saída. Basicamente é um MD com saídas desacopladas. Em alguns casos que serão explicitados foi feita uma identificação totalmente desacoplada (MTD), sendo que escolhemos as entradas mais influentes para identificação daquelas saídas. Na Seção 6.5.2 é feita uma explicação mais detalhada. Em todos os experimentos o sinal de controle foi aplicado na aeronave no modo de voo de cruzeiro. Isso foi feito, pois deseja-se fazer, pelo menos inicialmente, o controle de voo nesse modo. A princípio fazer a decolagem com os mesmos parâmetros do modo de voo em cruzeiro é possível, pois geralmente o piloto coloca o motor em rotação máxima e controla a subida com o profundor e o vento lateral com o leme. Caso tenhamos uma pista larga e comprida, ou seja, tolerando certo erro de aproximação entre os modelos de cruzeiro e pouso, é possível, com os parâmetros identificados, implementar um controlador do tipo PID que controle os ângulos de guinada e arfagem, principais influenciados pelas superfícies de controle citadas. Infelizmente esse modelo não pode ser utilizado para os modos de voo de curvas abruptas e pouso. No primeiro modo os coeficientes mudam bastante, e consequentemente o modelo. No segundo, além das mudanças dos coeficientes, o erro não é tolerado pois caso o controle não seja feito de maneira correta, a aeronave pode colidir com o chão e se danificar. As ordens dos modelos utilizados giraram em torno de 3 e 6 no que diz respeito à realimentação de estados e realimentação de saídas. Não colocaremos todas as ordens dos modelos para não deixar a leitura enfadonha e cansativa. Os resultados que foram demonstrados nesse trabalho foram escolhidos de forma a mostrar como as identificações se comportaram de maneira resumida e eficiente. 7.5.1 Experimento 1 - Simulação malha aberta Nessa Seção foram feitos nossos primeiros testes para identificação. O sinal de voo foi gerado manualmente, onde a experiência do piloto foi utilizada para tentar excitar todas as frequências em todas as superfícies de atuação e manter a aeronave no ponto de operação. Foram utilizados modelos MD e MSD. 155
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TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO DES
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FICHA CATALOGRÁFICA CAVALCANTI, FE
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Agradecimentos É essa talvez a par
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Subscritos ω f (k) Referente à me
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UART UAV UKF UnB USB VANT WGS WMM X
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Com isso em mente, a proposta desse
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o sistema de (ox 3 , oy 3 , oz 3 )
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Os ângulos de Euler também podem
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O sistema também deve ser integrad
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Para essa medida, a decisão foi de
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Os conversores analógicos/digitais
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Com base na experiência do LARA, o
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COC12 C12 COU5 Cap 15 16 100nF PIU5
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C = 330 nF (3.29) f c = 1 2πRC = 4
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Girômetro LY530ALH Girômetro LPR5
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Modem Digi XBee- PRO PC (HMM) Micro
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III. PARÂMETROS DE CALIBRAÇÃO Es
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Magnetômetros Forma de Calibraçã
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Tubo de Pitot Forma de Calibração
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