Inspiré par les limitations de contrôleurs PID traditionnels et les différentes performances dans les cas idéals et réalistes, les quadrotors existants, leurs applications et leurs méthodes de contrôle ont été intensivement étudiés dans cette thèse. De nombreux challenges sont dévoilés: les systèmes embarqués ont des limites des ressources de calcul et de l'énergie; la dynamique est assez complexe et souvent mal connu; l'environnement a beaucoup de perturbations et d'incertitudes; de nombreuses méthodes de contrôle ont été proposées dans des scénarios idéaux dans la littérature sans comparaison avec d’autres méthodes. Par conséquent, cette thèse porte sur ces principaux points dans le contrôle de quadrotors.Tout d'abord, les modèles cinématiques et dynamiques sont proposés, y compris toutes les forces et couples aérodynamiques importants. Un modèle dynamique simplifié est également proposé pour certaines applications. Ensuite, la dynamique de quadrotor est analysée. En utilisant la théorie de la forme normale, le modèle de quadrotor est simplifié à une forme plus simple nommée la forme normale, qui présente toutes les propriétés dynamiques possibles du système d'origine. Les bifurcations de cette forme normale sont étudiées, et le système est simplifié à son point de bifurcation en utilisant la théorie de la variété du centre. Basé sur l’étude des applications de quadrotors, cinq scénarios réalistes sont proposés : un cas idéal, les cas avec la perturbation du vent, les incertitudes des paramètres, les bruits de capteurs et les fautes de moteur. Ces cas réalistes peuvent montrer plus globalement les performances des méthodes de contrôle par rapport aux cas idéaux. Un schéma déclenché par événements est également proposé avec le schéma déclenché par. Ensuite, la commande sans modèle est présentée, Il s'agit d'une technique simple mais efficace pour la dynamique non-linéaire, inconnue ou partiellement connue. La commande par backstepping et la commande par mode glissant sont également proposées pour la comparaison.Toutes les méthodes de contrôle sont mises en œuvre sous les schémas déclenchés par temps et par événements dans cinq scénarios différents. Basé sur l’étude des applications de quadrotors, dix critères sont choisis pour évaluer les performances des méthodes de contrôle, telles que l'erreur maximale absolue de suivi, la variance de l'erreur, le nombre d’actionnement, la consommation d'énergie, etc. / Inspired by the limitations of traditional PID controllers and the different performance in ideal and realistic cases, the existing quadrotors, their applications and control methods have been intensively studied in this dissertation. Many challenges are shown: embedded quadrotor systems have limit computational resources and energy; the aerodynamic dynamics is rather complex and poorly known; environment has many disturbances and uncertainties; many control methods have been proposed in ideal scenarios in literature without comparison. Therefore, this dissertation focuses on these main points in control of quadrotors.A kinematic model and a dynamic model are proposed, including all the important aerodynamic forces and moments. A simplified dynamic model is also given based on some applications. Then, the dynamics of quadrotor is analyzed. Using the normal form theory, the model of quadrotor is simplified to a simplest form named the normal form, which exhibits all possible dynamic properties of the original system. The bifurcations of its normal form are then studied, and the system can be further simplified at its bifurcation point using the center manifold theory.Based on the research of the applications in the first chapter, five typical realistic scenarios are proposed: an ideal case, the cases with wind disturbance, parameter uncertainties, sensor noises and actuator faults. These realistic cases can show comprehensively the performance of control methods respect to the ideal cases. An event triggered scheme is also proposed with the time triggered scheme in order to further save computational resources. Then, a newly proposed method the model free control is presented. It is a simple but efficient technique for the nonlinear, unknown or partially known dynamics. A backstepping control and a sliding mode control are also proposed for the sake of comparison.All the control methods are implemented in the time and event triggered schemes in five different scenarios. In order to keep closer to realistic situations, the control gains of each methods are not changed in different scenarios. Based on the study in the first chapter, ten criteria are chosen for measuring the performance of control methods, such as the maximum absolute tracking error, the error variance, the actuation steps, the energy consumption, etc.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2017-12-20T12:53:31Z No. of bitstreams: 1 mathausferreiradasilva.pdf: 22275886 bytes, checksum: 2238ed4aba60d835720fda3dd8bc6e46 (MD5) / Rejected by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br), reason: Corrigir nome membro da banca e colocar acento no Júnior - do co-orientador Membro da banca: Moraes, Carlos Henrique Valério de on 2017-12-21T11:18:47Z (GMT) / Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2017-12-21T12:02:50Z No. of bitstreams: 1 mathausferreiradasilva.pdf: 22275886 bytes, checksum: 2238ed4aba60d835720fda3dd8bc6e46 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-12-22T12:01:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mathausferreiradasilva.pdf: 22275886 bytes, checksum: 2238ed4aba60d835720fda3dd8bc6e46 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-22T12:01:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mathausferreiradasilva.pdf: 22275886 bytes, checksum: 2238ed4aba60d835720fda3dd8bc6e46 (MD5) Previous issue date: 2017-08-28 / Este trabalho tem por objetivo aplicar a técnica do Filtro de Kalman Estendido com ruído colorido a uma aeronave do tipo quadrotor para atenuar a interferência eletro-magnética proveniente de linhas de transmissão de energia de modo a aumentar a confiabilidade e segurança de voos em suas proximidades. Com o intuito de executar missões de monitoramento autônomo, a técnica desenvolvida visa estimar o valor da interferência eletromagnética produzida por linhas de transmissão de energia em alta tensão para que seja possível aplicar a correção necessária. Essa estimação e´ feita a partir do modelo matemático do campo eletromagnético da linha, que leva em consideração a posição, corrente da linha, sistema físico de transmissão, entre outros. Para a avaliação dos resultados, utilizou-se os índices de performance não intrusivos que levam em consideração a integral absoluta do erro (IAE) e a integral do erro quadrático (ISE). Os resultados foram considerados eficientes e aplicáveis com base nos índices de desempenho, permitindo que o quadrotor executasse todas as missões como planejadas, sendo possível ainda a diminuição da distância entre o veículo e a linha de transmissão que, por consequência, permite uma análise mais detalhada e aumenta a qualidade do monitoramento e identificação de avarias ao longo do percurso. / This work aims to apply the Extended Kalman Filter technique with colored noise to a quadrotor-type aircraft to attenuate electromagnetic interference from power trans-mission lines in order to increase the reliability and safety of nearby flights. To perform autonomous monitoring missions, the developed technique aims to estimate the value of the electromagnetic interference produced by high voltage power transmission lines, which makes possible to apply the necessary correction. This estimation is made from the mathematical model of the power line electromagnetic field, which takes into ac-count the position, line current, physical transmission system, among others. In order to evaluate the results, it was used non-intrusive performance indexes that take into account the integrated absolute error (IAE) and the integrated square error (ISE). The results were considered efficient and applicable based on performance indices, allowing the operator to perform all the missions as planned, and the distance between the vehicle and the transmission line can be reduced which, consequently, result in a more detailed analysis and increases the monitoring quality and the faults identification along the route.

Orientador: Geraldo Francisco Donegá Zafalon / Banca: Carlos Roberto Valêncio / Banca: Wladimir Seixas / Resumo: Um quadrotor é um veículo aéreo não-tripulado (VANT). Diversos estudos sobre o controle de seu voo foram conduzidos nos últimos anos. As técnicas de domínio da dinâmica de voos são assuntos interessantes em diversas áreas em que podem ser aplicadas e a maioria das pesquisas é realizada em ambiente interno com a presença de sensores. A aplicação em ambiente externo ainda é pouco estudada devido à falta de autocontrole de voo do próprio quadrotor. Nesse cenário, foi encontrada a motivação para a confecção da proposta apresentada no trabalho, cujo principal objetivo é aplicar o método da decomposição de Adomian e analisar as soluções com outros métodos aplicados, por meio de simulações computacionais, para se ter uma solução que pode ser implementada no autocontrole de voo. Nas simulações realizadas, obtêm-se os resultados bons e significativos em relação às velocidades angulares, cuja eficiência é melhor do que outros métodos comparados. Portanto, a utilização do método da decomposição de Adomian nas equações da dinâmica de voos apresenta um bom desempenho / Abstract: The quadrotor is an unmanned aerial vehicle (UAV). Several studies on the control of its flight have been conducted in recent years. The domain techniques of dynamic flights are interesting subjects in the various areas where they can be applied and most research is carried out in the indoor environment with the presence of sensors. The outdoor applications are still little studied due to lack of self-control quadrotor own flight. In this scenario, the motivation to develop this work was found, whose aim is to apply the Adomian decomposition method and analyze the solutions with other methods applied through computer simulations to have a solution that can be deployed in flight self. In the simulations, we obtain the good and significant results in relation to the angular velocity, whose efficiency is better than other methods compared. Therefore, the use of the Adomian decomposition method in equations of dynamic flight has a good performance / Mestre

Cette thèse s’inscrit dans le cadre du projet "Petits drones dans le vent" porté par le centre ONERA de Lille. Ce projet vise à utiliser le drone comme "capteur du vent" pour gérer un quadcopter UAV dans des conditions aérologiques perturbées en utilisant une prédiction du champ de vent. Dans ce contexte, le but de la thèse est de faire du quadcopter un capteur de vent pour fournir des informations locales afin de mettre à jour le système de navigation. Grâce à l’estimation du vent à bord en temps réel, le quadcopter peut calculer une planification de trajectoire évitant les zones dangereuses et le contrôle de trajectoire correspondant basé sur une cartographie existante et doté des informations relatives au concernant le comportement aérodynamique de l’écoulement d’air à proximité des obstacles. Ainsi, les résultats de cette thèse, dont les objectifs principaux portent sur l’estimation du vent instantanée et le contrôle de position, seront fusionnés avec une autre étude traitant de la planification de trajectoire. Un problème important est que les capteurs de pression, tels que l’aéroclinomètre et le tube de Pitot, ne sont pas facilement utilisables à bord des véhicules à voilure tournante car l’entrée des rotors interfère avec le flux atmosphérique et les capteurs LIDAR légers généralement ne sont pas disponibles. Une autre approche pour estimer le vent consiste à mettre en œuvre un logiciel d’estimation (ou un capteur intelligent). Dans cette thèse, trois estimateurs de ce type sont développés en utilisant l’approche du mode glissant, basée sur un modèle de drone adéquat et des mesures disponibles sur le quadcopter et sur des systèmes de position de suivi inertiel. Nous nous intéressons ensuite au contrôle de la trajectoire également par mode glissant en considérant le modèle non linéaire du quadcopter. Nous étudions par ailleurs de façon encore assez préliminaire une solution alternative fondée sur la commande H, en considérant le modèle linéarisé pour différents points d’équilibre en fonction de la vitesse du vent. Les algorithmes de contrôle et d’estimation sont strictement basés sur le modèle détaillé du quadcopter, qui met en évidence l’influence du vent / This thesis is part of the project "Small drones in the wind" carried by the ONERA center of Lille. This project aims to use the drone as a "wind sensor" to manage a UAV quadrotor in disturbed wind conditions using wind field prediction. In this context, the goal of the thesis is to make the quadrotor a wind sensor to provide local information to update the navigation system. With real-time on-board wind estimation, the quadrotor can compute a trajectory planning avoiding dangerous areas and the corresponding trajectory control, based on anexisting cartography and information on the aerodynamic behavior of airflow close to obstacles. Thus, the results of this thesis, whose main objectives are to estimate instant wind and position control, will be merged with another study dealing with trajectory planning. An important problem is that pressure sensors, such as the aeroclinometer and the Pitot tube, are not usable in rotary-wing vehicles because rotors air inflow interferes with the atmospheric flow and lightweight LIDAR sensors generally are not available. Another approach to estimate the wind is to implement an estimation software (or an intelligent sensor). In this thesis, three estimators are developed using the sliding mode approach, based on an adequate drone model, available measurements on the quadrotor and inertial tracking position systems. We are then interested in the control of the trajectory also by sliding mode considering the nonlinear model of the quadrotor. In addition, we are still studying quite an early alternative solution based on the H control, considering the linearized model for different equilibrium points as a function of the wind speed. The control and estimation algorithms are strictly based on the detailed model of the quadrotor, which highlights the influence of the wind

Les systèmes commandés en réseau sont des systèmes où le réseau est utilisé comme moyen de communication dans la boucle de commande. En conséquence, la qualité de commande (QoC) ou de la supervision de ces systèmes est directemenet liée à celle du réseau. Ce travail de doctorat aborde plusieurs problèmes. Le premier consiste à mettre au point un système de diagnostic performant permettant de détecter et localiser un défaut survenant sur un capteur particulier, une centrale d'attitude, embarqué dans un quadrotor. Le deuxième concerne la mise en oeuvre du système en réseau. Il faut tenir compte du réseau et de sa qualité de service (QoS) dans les algorithmes de commande et de diagnostic. Ensuite pour garantir les performances du système, il faut modifier la QoS du réseau. La réalisation d'une plateforme expérimentale a permis de valider les solutions proposées.

Les systèmes contrôlés en réseau (SCR) ont fait l'objet de nombreux travaux de recherche au cours des dernières années, principalement pour ce qui concerne la synthèse de lois de commande. Les systèmes contrôlés en réseau présentent de nombreux avantages, notamment en terme de flexibilité, mais différent problèmes se posent quand une boucle de contrôle est fermée par un réseau de communication. (ex. retards et des pertes, contraintes de communication). Diagnostic et tolérance aux défauts sont des enjeux importants pour les systèmes de contrôle, particulièrement dans les systèmes de sécurité fondamentaux. La théorie et l'application des approches classiques de diagnostic et tolérance aux défauts doivent être re-visités lorsqu'il s'agit de SCR. L'objectif de cette thèse est de proposer de nouvelles approches de diagnostic pour les systèmes contrôlés en réseau en considérant la perte de paquets et la contrainte de communication. De plus, les algorithmes de l'ordonnancement et de diagnostic proposés sont implémentés dans un mini hélicoptère. Nous considérons d'abord les problèmes de perte de paquets et de contrainte de communication pour ensuite adapter un modèle où la détection des défauts et l'allocation des ressources de communication sont fortement liés. En interprétant ce modèle comme un modèle périodique, nous formalisons et résolvons le problème de détection et localisation de défauts avec un ordonnancement périodique et hors-ligne. L'approche proposée garantit la robustesse des résidus aux perturbations ainsi que perte de paquets sur la commande du système. Il est parfois nécessaire de fournir une séquence de communication prédéfinie avant de concevoir le système de détection de défauts. IL spécifie l'ordre de l'accès des capteurs et des actionneurs au réseau. Cependant, le choix d'une séquence de communication dépend forcément à la structure du système. Un algorithme graphique proposé dans cette thèse garantit la génération de séquences de communication permettant de préserver certaines propriétés structurelles du système. En outre, cet algorithme peut être utilisé sur les systèmes incertains et assez grands. Traditionnellement, allocation des ressources et l'ordonnancement sont basés sur les stratégies hors ligne. Mais la performance du système de diagnostic ne peut pas être garantie sous l'ordonnancement hors-ligne, si le système est objet à des perturbations imprévisibles. En plus, L'ordonnancement en ligne nécessite une grande charge de calcul qui ne peut être toujours possible en cas de système embarqué. Par conséquent, un ordonnancement semi-en ligne qui permet de préserver les avantages de l'ordonnancement en ligne et évite certaines limitations d'ordonnancement hors ligne peut être considéré comme une solution de compromis. Les drones ou UAVs pour Unmanned Aerial Vehicules font actuellement l'objet de beaucoup de recherches en raison de leurs utilités dans des situations qui nécessitent des opérations autonomes ou autopiloté. Ils peuvent être classés comme des systèmes dynamiques rapides. Par conséquent, ils peuvent être banc d'essai idéal pour étudier les effets du réseau sur les performances de contrôle/diagnostique en boucle fermée. Le dernier chapitre de cette thèse est dédié à implémentation d'une stratégie de commande tolérante aux défauts et les approches de détection et localisation des défauts proposées dans les chapitres précédents sur le drone.

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη και τη μοντελοποίηση ενός ελεγκτή, ο οποίος δύναται να διατηρήσει τον έλεγχο ενός ιπτάμενου ελικοπτέρου τεσσάρων ελίκων γνωστό και ως quadrotor, σε περίπτωση δυσλειτουργίας κάποιου κινητήρα. Η μοντελοποίηση και η προσομοίωση γίνεται με τη βοήθεια του προγράμματος Μatlab/Simulink. Αναλυτικότερα, στο κεφάλαιο 1, γίνεται μια σύντομη παρουσίαση του quadrotor, αναφέροντας τον τρόπο λειτουργίας του και τους σημαντικότερους σταθμούς της ιστορίας του μέχρι σήμερα. Στη συνέχεια, επισημαίνεται η αναγκαιότητα ενσωμάτωσης συστημάτων αυτομάτου ελέγχου σε συστήματα που επηρεάζουν άμεσα ή έμμεσα την ανθρώπινη ζωή καθώς και η σπουδαιότητα βελτίωσης αυτών, κάνοντάς τα ανεχτικά σε σφάλματα και δυσλειτουργίες. Στο κεφάλαιο 2, μελετώνται οι εξισώσεις που περιγράφουν την κίνηση και τον προσανατολισμό του quadrotor. Έτσι δημιουργείται το μοντέλο του συστήματος, τόσο με σταθερό όσο και με μεταβλητό κέντρο μάζας, το οποίο θα χρησιμοποιηθεί στις προσομοιώσεις για την αξιολόγηση των ελεγκτών. Τονίζεται πως η αντίσταση του αέρα δεν θεωρείται πλέον αμελητέα καθώς επηρεάζει σε σημαντικό βαθμό τη κατάσταση του οχήματος. Στο κεφάλαιο 3, δίνεται το θεωρητικό υπόβαθρο στο όποιο θα στηριχτούν οι ελεγκτές που θα δημιουργηθούν. Πιο συγκεκριμένα, γίνεται μια παρουσίαση του ελεγκτή PID, καθώς και πως επηρεάζουν οι μεταβλητές του ένα σύστημα. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται σημαντικές πληροφορίες για την μοντελοποίηση των σφαλμάτων και το κεφάλαιο κλείνει με τη παρουσίαση ελεγκτών με ανοχή σε σφάλματα. Στο κεφάλαιο 4, παρουσιάζονται τα μοντέλα των ελεγκτών που χρησιμοποιήθηκαν στις προσομοιώσεις. Πιο αναλυτικά, ξεκινώντας από ένα ελεγκτή ικανό υπό προϋποθέσεις, καταλήγουμε σε ένα εύρωστο ελεγκτή αξιοποιώντας τη μετακίνηση του κέντρου μάζας. Για κάθε ελεγκτή δίνονται οι παράμετροι καθώς και η σχηματική του απεικόνιση στο simulink. Στο κεφάλαιο 5, παρουσιάζονται και σχολιάζονται αναλυτικά τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων. Δίνονται γραφήματα που αφορούν τη θέση και τον προσανατολισμό σε όλη τη διάρκεια της πτήσης αλλά και στο κρίσιμο μεταβατικό φαινόμενο. Τέλος, επισημαίνονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα καθενός από τους υλοποιημένους ελεγκτές. Στο κεφάλαιο 6, δίνονται τα συμπεράσματα, αναφέρονται παρόμοιοι ελεγκτές και επιτεύγματα στο τομέα αυτό καθώς και οι διαφορές των ήδη υπαρχόντων λύσεων με τη δική μας προσέγγιση. / In this thesis, a control system, capable of retaining the control of a quadrotor vehicle when one of its actuators fails, is studied and simulated. The software which was used for modeling and simulation is Matlab/Simulink. Specifically, in Chapter 1, there is a brief presentation of quadrotor, stating how it operates and mentioning the most important historical cornerstones. Subsequently, we point to the necessity of integration of automatic control systems to systems that directly or indirectly affect human life and the importance of their improvement by making them tolerant to errors and malfunctions. In Chapter 2, we study the equations that describe the movement and orientation of the quadrotor. Using these equations, the quadrotor model is created, both for fixed and movable center of mass, which will be used in this thesis’ simulations. It is important to mention that the air resistance is no longer considered negligible as it significantly affects the state of the vehicle. In Chapter 3, the theoretical background is given upon which the controllers will be implemented. More specifically, the PID controller is presented, and its influence on the system’s performance. The modeling of quadrotor’s faults is presented and the chapter ends with the presentation of fault tolerant controllers. Chapter 4 presents the controllers’ models which were used in the simulations. Specifically, starting from a controller designed around a nominal operating point, we arrive at a robust controller utilizing the movement of the center of mass. For each controller, its parameters are given as well as its model in Simulink. In Chapter 5, the simulations’ results are presented and discussed in detail. Graphs are used to show the position and the orientation not only throughout the flight but also during the critical transition phenomenon. Finally, advantages and disadvantages of each of the implemented controllers are stated. In Chapter 6, there is the conclusion of the thesis. Similar controllers or achievements are mentioned and how our approximation differs from the other existing solutions.

In this thesis a quadrotor is studied and a linear model is derived using grey-box estimation, a discipline in system identification where a model structure based on physical relations is used and the parameters are estimated using input-output measurements. From IMU measurements and measured PWM signals to the four motors, a direct approach using the prediction-error method is applied. To investigate the impact of the unknown controller the two-stage method, a closed-loop approach in system identification,  is applied as well. The direct approach was enough for estimating the model parameters. The resulting model manages to simulate the major dynamics for the vertical acceleration and the angular rates well enough  for future control design.

Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-06-27T20:40:29Z No. of bitstreams: 1 FláviaEFD_DISSERT.pdf: 4838703 bytes, checksum: cb75ca0f24038306bbea559a45db472e (MD5) / Rejected by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br), reason: Corrigir referência on 2017-07-03T12:20:16Z (GMT) / Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-07-04T16:12:28Z No. of bitstreams: 1 FláviaEFD_DISSERT.pdf: 4838703 bytes, checksum: cb75ca0f24038306bbea559a45db472e (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-04T16:56:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FláviaEFD_DISSERT.pdf: 4838703 bytes, checksum: cb75ca0f24038306bbea559a45db472e (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-04T17:02:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FláviaEFD_DISSERT.pdf: 4838703 bytes, checksum: cb75ca0f24038306bbea559a45db472e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-04T17:02:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FláviaEFD_DISSERT.pdf: 4838703 bytes, checksum: cb75ca0f24038306bbea559a45db472e (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / Research on Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) has been intensified since the 2000s with the aim of replacing manned vehicles. Its maneuverability makes it capable of handling various types of applications such as surveillance of a particular area, inspection of structures, in difficult to access environments, among others. When the first research began, this type of aerial vehicle was only used for military applications, but at the moment they are studied for other applications; the studies focus on control techniques for stability and flight autonomy. This work aimed the development of an altitude control and attitude of a UAV type quadrotor; the implementation was carried out on the Arduino platform and the flight tests indoors. Design of stability and height control, comparisons between two types of height control, PID (Proportional-Integral-Derivative) and Fuzzy in a Simulink® / MATLAB environment were performed / anos 2000, com o objetivo de substituir os veículos tripulados. Sua manobrabilidade o torna apto a lidar com diversos tipos de aplicações como vigilância de uma determinada área, inspeção de estruturas, em ambientes de difícil acesso, entre outros. Quando as primeiras pesquisas iniciaram, esse tipo de veículo aéreo era usado apenas para aplicações militares, mas atualmente são estudados para outras aplicações; os estudos se concentram em técnicas de controle para estabilidade e autonomia dos voos. Este trabalho objetiva o desenvolvimento de um controle de altitude e atitude de um VANT do tipo quadricóptero; a implementação foi realizada na plataforma Arduino e os testes de voo em ambientes fechados. Foi realizado o controle de estabilidade e de altura, comparações entre dois tipos de controle de altura, PID (Proporcional-Integral-Derivativo) e Fuzzy em ambiente Simulink®/MATLAB / 2017-06-27

Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-07-13T22:46:06Z No. of bitstreams: 1 SamequeFCO_DISSERT.pdf: 3664673 bytes, checksum: b34e917dc468e0ffc7260353dcef1b3a (MD5) / Rejected by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br), reason: Solicitação da Lara on 2017-07-18T15:03:18Z (GMT) / Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-07-18T19:36:53Z No. of bitstreams: 1 SamequeFCO_DISSERT.pdf: 3664673 bytes, checksum: b34e917dc468e0ffc7260353dcef1b3a (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-25T14:44:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 SamequeFCO_DISSERT.pdf: 3664673 bytes, checksum: b34e917dc468e0ffc7260353dcef1b3a (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-25T14:46:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 SamequeFCO_DISSERT.pdf: 3664673 bytes, checksum: b34e917dc468e0ffc7260353dcef1b3a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-25T14:46:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SamequeFCO_DISSERT.pdf: 3664673 bytes, checksum: b34e917dc468e0ffc7260353dcef1b3a (MD5) Previous issue date: 2015-01-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The quadrotor is a type of aerial vehicle that has a complexity related to control, much less than other UAV as a traditional helicopter. However, as propellers and engines, for example, are not exactly the same even if the engine speed are receiving the same references, the thrust produced by the propeller, rotor system is di_erent. Thus, the system is naturally unstable. Furthermore, it can be said that the quadrotor is a underactuated system, since there are four input variables (speed of four engines) and six output (x, y, z, roll, pitch, yaw) of the couplings without speaking and the variables relating aerodynamic non-linearities, drives, etc. Design a single controller that can handle these circumstances is an extremely complicated task. This work presents a comparison between the PIDFuzzy and PID controls, which are used to stabilize the four-engine attitude in a shorter time. In addition to the results of the simulations for both control techniques in which it was found that both controllers are able to stabilize the model PID-Fuzzy better results than conventional PID / O quadrimotor é um tipo de veículo aéreo que possui uma complexidade relacionada ao controle, bem menor do que outros VANT's como um helicóptero tradicional. Entretanto, como as hélices e os motores, por exemplo, não são exatamente iguais, mesmo que os motores estejam recebendo as mesmas referências de velocidade o empuxo produzido pelo sistema da hélice do motor é diferente. Sendo assim, o sistema é naturalmente instável. Além disso, pode-se dizer que o Quadrimotor é um sistema subatuado, já que temos quatro variáveis de entrada (velocidade dos quatro motores) e seis de saída (x, y, z, roll, pitch, yaw), sem falar nos acoplamentos das variáveis e das não-linearidades referentes à aerodinâmica, acionamentos, etc. Projetar um único controlador que consiga tratar essas circunstancias _e uma tarefa extremamente complicada. Esta dissertação apresenta uma comparação entre os controles PID-Fuzzy e o PID, que são utilizados para estabilizar a atitude do quadrimotor em um menor tempo. Além dos resultados obtidos nas simulações para as duas técnicas de controle, nas quais se constatou que ambos os controladores conseguiram estabilizar o modelo, verificou-se que o PID-Fuzzy obteve melhores resultados do que o PID convencional / 2017-07-13