Dissertação (Mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Elétrica, 2011. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2012-04-24T16:30:45Z No. of bitstreams: 1 2011_RobertoSouzaBaptista.pdf: 4333328 bytes, checksum: f5dad7de6d2d6f4dcf3af0ccd996e2a9 (MD5) / Approved for entry into archive by Elzi Bittencourt(elzi@bce.unb.br) on 2012-05-01T13:28:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_RobertoSouzaBaptista.pdf: 4333328 bytes, checksum: f5dad7de6d2d6f4dcf3af0ccd996e2a9 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-05-01T13:28:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_RobertoSouzaBaptista.pdf: 4333328 bytes, checksum: f5dad7de6d2d6f4dcf3af0ccd996e2a9 (MD5) / Esta dissertação foca em diversos aspectos inerentes ao desenvolvimento de uma plata- forma VANT de asa fixa autônoma. Primeiramente é apresentado um modelo analítico de um mini-VANT através do equacionamento por meio das Leis da Física. O resultado é um modelo completo não linear que representa a dinâmica do sistema e os acoplamentos entre as variáveis de interesse. Esse equacionamento é utilizado na implementação computacional de um simulador para o comportamento dinâmico do sistema. Levando em consideração a complexidade e incertezas associadas ao sistema, um controlador H∞ não linear é desenvolvido para o controle de atitude da aeronave. Ainda neste contexto, um novo algoritmo de identificação de sistemas híbridos é proposto com o objetivo de representar um sistema complexo e não linear a partir de uma série de modelos lineares simples. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This dissertation addresses several aspects related to the development of an autonomous fixed wing UAV platform. As a start point, a first principles model is presented for a mini-UAV. The result is a complete model that represents the nonlinear dynamics of the system and the coupling between the variables of interest. This equation is used for the computational implementation of a flight simulator for the dynamic behavior of the system. Considering the complexity and uncertainties associated with the system, an H∞ controller is developed for nonlinear attitude control of the aircraft. Also in this context, a new algorithm for identi- fication of hybrid systems is proposed in order to represent a complex and nonlinear system from a series of simple linear models.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Informática e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado. Automação, Instrumentação e Controlo. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, University of California. 2009

Tese de mestrado. Mestrado integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Automação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Informática e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado. Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Relações Internacionais, Programa de Pós-Graduação em Relações Internacionais, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-01-22T14:52:59Z No. of bitstreams: 1 2015_HugoFreitasPeres.pdf: 1172084 bytes, checksum: 613f9f51b94a9419430e85684bfc0468 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-03-28T21:21:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_HugoFreitasPeres.pdf: 1172084 bytes, checksum: 613f9f51b94a9419430e85684bfc0468 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-28T21:21:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_HugoFreitasPeres.pdf: 1172084 bytes, checksum: 613f9f51b94a9419430e85684bfc0468 (MD5) / Neste trabalho, visa-se a avaliar as implicações da tecnologia de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) para a segurança internacional. O desenvolvimento e o emprego desses equipamentos em teatros de batalha consolidou-se com os avanços tecnológicos da década de 1990 e com a mudança no paradigma dos conflitos internacionais, da guerra industrial interestatal para o da guerra irregular complexa. Ao combinar diversas tecnologias complementares em uma plataforma única, VANTs encerram capacidades inovadoras, de orientação ofensiva, que influenciam não só os cálculos governamentais para o engajamento em conflitos, mas também originam dinâmicas deletérias para a segurança internacional. Ao diminuir os custos estratégicos, econômicos e políticos da participação em guerras, além de acirrar o dilema da segurança sistemicamente, a tecnologia de VANTs eleva a probabilidade de ocorrência de conflitos internacionais, gerando consequências negativas, principalmente, aos Estados menos capacitados do sistema internacional. / This dissertation aims to assess the implications of the technology of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) for international security. The development and use of these devices in battlefields was consolidated with the technological advances of the 1990s and the change in the paradigm of international conflicts, from interstate industrial warfare to the complex irregular warfare. By combining several complementary technologies into a single platform, UAVs bring innovative capabilities, with an offensive bias, not only influencing the government's calculations for engaging in conflicts, but also originating deleterious dynamics to international security. By reducing the strategic, economic and political costs of participation in wars and intensifying the prisoner's dilemma systemically, UAV technology increases the likelihood of international conflicts, generating negative consequences especially to those states with less capabilities in the international system.

Made available in DSpace on 2014-11-12T01:01:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000462536-Texto+Completo-0.pdf: 1936978 bytes, checksum: 551a99d3e7495bc45e9ce1dea5d91aea (MD5) Previous issue date: 2014 / With the popularization of the use of Unmanned Aerial Vehicles (UAV’s) grows the need to use more sophisticated, robust and effective controllers in order to enhance its flight performance. This work aims the development of a non-linear control to be applied on a quadrotor aircraft, reducing flight time and improving system stability. The most commonly control technique used consist of a linear control law known as Proportional Integrate Derivative (PID), which provides stability and displacement for this class of system. However, this technique has certain limitations in performance by not considering construction parameters such as actuator’s saturation and inertial moments, associated with the mass distribution of the system. Given this scenario, it is proposed the implementation of a control law, based on a formulation of optimal response time named Proximate Time Optimal Servomechanism (PTOS) to be applied on the degrees of freedom for rotation and translation of the vehicle. Furthermore, it is proposed a new approach to operate on a bidirectional displacement of a geo-referenced trajectory control system, based on the concept of optimal time, such as PTOS. Firstly it is presented the system dynamics, then a linearization, for purpose of control design, is achieved so that the proposed controllers are developed. / Com a popularização do uso de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT’s) cresce a necessidade do uso de controladores mais sofisticados, mais robustos e mais eficazes, de forma a aprimorar sua performance de voo. Este trabalho tem como objetivo a implementação de uma técnica de controle não linear para ser aplicada em VANT’s do tipo quadcóptero, reduzindo o tempo de voo e aprimorando a estabilidade do sistema. A técnica de controle comumente usada consiste em uma lei de controle linear conhecida como PID (Proporcional Integrador Derivador) que, embora proporcione estabilidade e deslocamento para essa classe de sistema, esta técnica apresenta certas limitações de desempenho e performance por não considerar parâmetros construtivos, tais como a saturação do próprio atuador e momentos inerciais associados à distribuição de massa no sistema. Neste cenário, é proposto a implementação de uma lei de controle, baseada em uma formulação de tempo de resposta quase ótimo denominada Proximate Time Optimal Servomechanism (PTOS), a ser aplicada nos graus de liberdade relativos a rotação e translação do veículo. Não obstante, é proposta uma técnica de controle bidirecional para atuar no controle da trajetória georreferenciada do sistema, alicerçada no conceito de tempo ótimo, tal como PTOS. Como metodologia, primeiramente é apresentado o modelo da dinâmica do sistema, tal como uma representação linear para fins de projeto de controle, para que então sejam desenvolvidos os controladores propostos. O desenvolvimento é validado offline, via simulações dos algorítimos.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-05-10T17:55:53Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao_lennon_chaves.pdf: 2813829 bytes, checksum: 48c3fbefe451491c81bbf9ddb680a318 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-05-10T17:56:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao_lennon_chaves.pdf: 2813829 bytes, checksum: 48c3fbefe451491c81bbf9ddb680a318 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-10T17:56:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao_lennon_chaves.pdf: 2813829 bytes, checksum: 48c3fbefe451491c81bbf9ddb680a318 (MD5) Previous issue date: 2018-02-02 / During the last decades, model checking techniques have been applied to improve overall system reliability, in unmanned aerial vehicle (UAV) approaches. Nonetheless, there is little effort focused on applying those methods to the control-system domain, especially when it comes to the investigation of low-level implementation errors, which are related to digital controllers and hardware compatibility. The present study addresses the mentioned problems and proposes the application of a bounded model checking tool, named as Digital System Verifier (DSVerifier), to the verification of digital-system implementation issues, in order to investigate problems that emerge in digital controllers designed for UAV attitude systems. A verification methodology to search for implementation errors related to finite word-length effects ( e.g., arithmetic overflows and limit cycles), in UAV attitude controllers, is presented, along with its evaluation, which aims to ensure correct-by-design systems. Experimental results show that failures in UAV attitude control software used in aerial surveillance, which are hardly found by simulation and testing tools, can be easily identified by DSVerifier. / Durante as últimas décadas, técnicas de verificação de modelos tem sido utilizadas para melhorar a confiabilidade de sistemas, no que diz respeito a veículos aéreos não-tripulados (VANTs). Contudo, existem poucos esforços focados em aplicar esses métodos ao controle de sistemas, especialmente os relativos à investigação de erros de implementação de baixo nível, os quais estão relacionados a controladores digitais e compatibilidade de hardware. O presente trabalho aborda os problemas mencionados e propõe a aplicação de uma ferramenta de verificação limitada de modelos, conhecida como Digital System Verifier (DSVerifier) ou Verificador de Sistemas Digitais, à verificação de implementação de sistemas digiais, com o objetivo de investigar problemas em controladores digitais projetados para sistemas de atitude em VANTs. Apresenta-se uma metodologia de verificação para procurar por erros de implementação relacionados a efeitos de tamanho de palavra finita (i.e, estouros aritméticos e ciclos-limites), em controladores de atitude de VANTs, juntamente com sua avaliação, o que visa garantir a corretude desses sistemas. Resultados experimentais mostram que falhas encontradas em software de controle de atitude de VANTs usados em vigilância aérea, as quais são dificilmente encontradas pro simulação e ferramentas de teste, podem ser facilmente identificadas pelo DSVerifier.