CONTROLO DE ALTITUDE

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

U NIVERSIDADE F EDERAL DO R IO G RANDE DO N ORTE
C ENTRO DE T ECNOLOGIA
P ROGRAMA DE P ÓS -G RADUAÇÃO EM E NGENHARIA E LÉTRICA
DE C OMPUTAÇÃO

E

Controle de Atitude e Altitude Para Um Veículo
Aéreo Não Tripulado Do Tipo Quadrotor

João Paulo Ferreira Guimarães

Orientador: Prof. Dr. Adelardo Adelino Dantas de Medeiros

Dissertação de Mestrado apresentada ao
Programa de Pós-Graduação em Engenharia
Elétrica e de Computação da UFRN (área de concentração: Engenharia de Computação) como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Ciências.

Natal, RN, 18 de dezembro de 2012

Resumo

Um Quadrotor é um Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) dotado de quatro rotores distribuídos nas extremidades de uma estrutura mecânica simples em forma de "X".
O objetivo desse trabalho é construir e estabilizar uma aeronave desse tipo, com alta capacidade de carga, em uma determinada altitude, sob ângulos de rolagem, guinada e arfagem pré-definidos.
A abordagem de controle de estabilização baseia-se numa transformação das variáveis de entrada do sistema afim de realizar o controle de forma desacoplada. A estratégia proposta se baseia na divisão do problema de controle em dois níveis hierárquicos: o nível inferior, objeto deste trabalho, mantém os ângulos e a altitude do veículo em valores desejados, enquanto o nível superior estabelece referências adequadas para o nível inferior, de forma a executar os movimentos desejados.
Uma arquitetura de hardware e software foi especialmente desenvolvida e implementada para um protótipo experimental usado para testar e validar a abordagem de controle proposta. Palavras-chave: VANT, Quadrotor, Controle de atitude e altitude, Controle desacoplado

Abstract

A Quadrotor is an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) equipped with four rotors distributed on a simple mechanical "X"form structure.
The aim of this work is to build and stabilize a Quadrotor aircraft in