Este trabalho apresenta um estudo do Método das Correções Repetidas para a guiagem ótima em malha fechada de um Veículo Lançador de Satélites. Uma vez observado um desvio com relação a uma nominal de referência, este algoritmo corrige os comandos de guiagem para todo o resto do vôo, de modo que a nova trajetória continue otimizando o índice de desempenho escolhido. Todas as restrições são verificadas antes da nova história de guiagem ser aplicada ao veículo, possibilitando ações de emergência em caso de previsão de falha. Uma vez que o método não procura voltar para a trajetória nominal de referência, mas recalcula uma nova trajetória ótima, ele é adequado para a utilização em veículos lançadores movidos a propelente sólido. Além disto, o mesmo algoritmo pode ser utilizado tanto para o vôo na atmosfera quanto para o vôo fora dela. O principal esforço computacional é realizado antes do lançamento e os requisitos de memória e tempo de computação a bordo são pequenos o suficiente para a utilização, em tempo real, nos computadores de bordo atuais. O desempenho do método foi avaliado através das chamadas regiões de "controlabilidade" e de uma análise de sensibilidade à variação de parâmetros do próprio veículo e do meio tais como atmosfera e campo gravitacional. Nesta análise foi utilizado um modelo de simulação tridimensional bastante completo, para que o conjunto de resultados obtidos fosse o mais realista possível. No entanto, a trajetória do veículo é essencialmente plana pois a latitude do local de lançamento foi suposta igual à inclinação da órbita final desejada. Os resultados obtidos demonstram que o método é viável, sendo robusto o suficiente para compensar os desvios de trajetórias decorrentes das perturbações normalmente encontradas na prática.

Esta dissertação descreve estudo de guiamento de veículos espaciais que utilizam propulsão sólida, em especial o VLS, Veículo Lançador de Satélites. Os veículos espaciais que utilizam propulsão sólida não possuem controle do nível de empuxo, assim sua trajetória só pode ser controlada através da mudança de atitude. Seu guiamento é baseado na velocidade e posição instantâneas, na energia embarcada e na trajetória de forma a atender, com êxito, a condição requerida para a satelização. Neste processo, alguns dados são obtidos através de testes em bancos de ensaio, podendo apresentar dispersão ao serem comparados com os valores reais em vôo. Um dos mais importantes é o tempo de queima dos motores, motivador deste trabalho. Busca-se um algoritmo de guiamento insensível a dispersão no tempo de queima. Para que o algoritmo seja insensível a esta dispersão é necessário incluir além da condição de satelização, uma condição que leve o veículo a ter uma trajetória tangente à uma determinada superfície solução, definida por uma equação que relaciona as seguintes variáveis: VT , VR e R, velocidade tangencial, velocidade radial e raio, respectivamente. Assim, independente do momento do fim da queima do motor do terceiro estágio, o veículo já estará no plano solução desejado. O atendimento da condição de insensibilidade deve ocorrer de modo a não prejudicar o atendimento da condição de satelização. A validação deste algoritmo será realizada usando-se o ADAGA, que é um ambiente de desenvolvimento dos algoritmos de guiamento e apontamento.

O projeto do sistema de controle de um veículo lançador de satélites é feito baseado em um algoritmo que leva em conta, dentre outros parâmetros, a propulsão produzida pelo motor foguete e o consumo de massa de propelente, dadas na forma de três curvas, chamadas de nominal, superior e inferior. A partir destas curvas, têm-se então limites, dentre os quais a curva de empuxo e massa real devem permanecer. Atualmente, o algoritmo usa um perfil de empuxo constante e um perfil de massa que depende da taxa de consumo de massa. Pelo fato do algoritmo utilizar estes dados, eles não condizem com o perfil de empuxo e massa reais, pois durante a queima do propulsor a propelente sólido, estes dados podem variar consideravelmente. As simulações do algoritmo levam em conta o perfil nominal de empuxo e massa. O ideal é ter um perfil real igual à nominal, mas isso não acontece devido às variações ocorridas no motor foguete. Por isso se faz necessário uma boa estimativa para o perfil de empuxo e de massa de tal forma que ela se aproxime o máximo possível do perfil real. Este trabalho apresenta uma Estimativa Online para, durante o voo do veículo, estimar os valores para o perfil de empuxo e de massa mais próximos dos valores reais, obtendo assim um algoritmo com resultados mais condizentes com a realidade.

Nesta tese são investigados dois subproblemas básicos envolvidos na aplicação de robôs móveis: guiamento e controle. No caso do guiamento, ênfase é dada aos sistemas baseados em visão, e são abordados dois procedimentos distintos: a) um baseado na detecção de guias, e b) outro baseado na técnica de fluxo óptico, que relaciona as velocidades aparentes entre cena e observador. No procedimento baseado em detecção de guias proposto nesta tese, as guias são modeladas por um polinômio de segunda ordem, cujos parâmetros são atualizados por um algoritmo recursivo, o filtro de Kalman na forma de informação (KIF). Tal procedimento requer menor intervenção humana que aquela exigida em Schneiderman & Nashman, e necessita menos informação inicial para extração de características e detecção de guias. Testes com imagens reais, tanto internas quanto externas, e em presença de situações desfavoráveis como baixa luminosidade, indicam que o procedimento exibe bom desempenho e robustez em condições de testes similares a Schneiderman & Nashman. Um procedimento alternativo para guiamento baseado em fluxo óptico é também implementado objetivando comparar custo computacional, hipóteses necessárias e restrições de uso. Os resultados apresentados para ambos os procedimentos não consideram a interação com a malha de controle e guiamento do robô. No que se refere ao controle, são investigadas leis visando a implementação, ou seja, leis que gerem sinais suaves e respeitem os limites de hardware do robô. Utilizam-se estratégias de controle empregando redes neurais artificiais (RNA's) para o modelo dinâmico completo do robô móvel. As leis de controle são sintonizadas para possibilitar uma partida suave, em trajetórias retilíneas ou do tipo circuito fechado, desenvolvendo um movimento uniformemente acelerado a partir do repouso até atingir sua velocidade nominal. Tem-se assim uma contribuição em relação a Fierro, Lewis e Sousa, onde não há qualquer preocupação em relação aos aspectos práticos de implementação. Resultados de simulação utilizando os parâmetros de um robô real, Magellan (Trademarket), sugerem o bom desempenho das estratégias investigadas, nas mesmas condições de testes de Fierro, Lewis e Sousa.