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Arquiteturas de instrumentação e controle para um protótipo de robô aéreo baseado em um helimodelo 1 Ener Diniz Beckmann, Laboratório.

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Apresentação em tema: "Arquiteturas de instrumentação e controle para um protótipo de robô aéreo baseado em um helimodelo 1 Ener Diniz Beckmann, Laboratório."— Transcrição da apresentação:

1 Arquiteturas de instrumentação e controle para um protótipo de robô aéreo baseado em um helimodelo 1 Ener Diniz Beckmann, Laboratório de Robótica e automação (LARA) Departamento de Engenharia Elétrica (UnB) Faculdade de Tecnologia UnB Defesa de trabalho de mestrado entitulado

2 2 Contextualização Aplicações de UAVs –Sensoreamento remoto –Transporte –Operações militares de alto risco –Busca e resgate

3 3 O Helicóptero Vantages –Vôo pairado –Agilidade e manobrabilidade –VTOL Desvantagens Pouca autonomia Pequena carga útil Dinâmica instável e acoplamento entre os modos

4 4 O Helicóptero Atuadores Acelerador Coletivo principal Cíclico lateral Cíclico longitudinal Coletivo de cauda. Forças Empuxo Gravidade Perturbações aerodinâmicas

5 5 Avanços anteriores

6 6 Objetivos Adaptar o sistema mecânico e de acionamento; Instrumentar o protótipo; Desenvolver o software de controle prevendo operação em tempo real; Propor uma arquitetura de controle para os primeiros testes de vôo;

7 7 Instrumentação Raptor 90 SE Dimensões: 1410 x 190 x 476mm Diâmetro do rotor: 1605mm Massa sem instrumentação: 4,9kg Capacidade total estimada: 14kg

8 8 Instrumentação

9 9 Sensores IMU - IMU300CC crossbow Receptor GPS SuperstarII - novatel

10 10 Sensores Altímetro barométrico HPA200 - Honeywell LV-MaxSonar - Maxbotix

11 11 Magnetômetro de três eixos

12 12 Sensor de velocidade do rotor

13 13 Placa controlador norte

14 14 Placa controlador sul

15 15 Placa de medição de nível de bateria

16 16 Placa PC104 Processador AMD Geode 500MHz 256Mb RAM 4 portas seriais Alimentação 5V Distribuição Linux LiRE (20MB + RTAI)

17 17 Alimentação Bateria LiPo – 4 células Tensão nominal: 14,8V Capacidade: 6000mAh Conversores DC-DC

18 Construção do modelo Equações de corpo rígido 18

19 Equações simplificadas de batimento 19 Rotor principal Barra estabilizadora

20 Momentos 20 Batimento Momento torsor Assumindo T ~ mg (vôos não agressivos)

21 Dinâmica de guinada e altitude 21 Guinada (primeira ordem + gyro): Altitude (equações de corpo rígido + aerodinâmica): Translação lateral e longitudinal (equações de corpo rígido + aerodinâmica):

22 Modelo completo estados 32 parâmetros Apenas equações diferenciais

23 Simulador (Helisim 2.0) 23

24 Estimação de parâmetros 24

25 Controle PID desacoplado 25

26 Alterações na lei de controle Do modelo 26 Ganho direto da perturbação para controle de guinada Trimming do controle de velocidade de subida

27 Controlador de estabilização 27

28 Resultados – Estabilização 28

29 Resultados – Estabilização 29

30 Resultados – altitude 30

31 Resultados – atitude 31

32 Resultados – translação 32


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