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Título: Identificação, instrumentação e controle de uma aeronave de duas hélices paralelas com atribuição de autoestrutura completa
Título(s) alternativo(s): Identification, instrumentation and control of an aircraft of two parallel helices with complete eigenstructure
Autor(es): Shimada, Bruno Masaharu
Orientador(es): Montezuma, Marcio Aurelio Furtado
Palavras-chave: Engenharia - Instrumentos
Controle automático
Aeronaves
Engineering instruments
Automatic control
Airships
Data do documento: 7-Out-2015
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Cornelio Procopio
Citação: SHIMADA, Bruno Masaharu. Identificação, instrumentação e controle de uma aeronave de duas hélices paralelas com atribuição de autoestrutura completa. 2015. 129 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Tecnológica Federal do Parará, Cornélio Procópio, 2015.
Resumo: Esta dissertação apresenta o desenvolvimento e implementação de um Controle Seguidor na forma de espaço de estados para controle do ângulo de elevação e deslocamento de uma planta de duas hélices rotativas e paralelas com três graus de liberdade. A modelagem matemática é realizada através da prototipagem virtual utilizando o software ADAMS, que é baseado em técnicas de modelagem multicorpos para obtenção das equações dinâmicas da planta, facilitando assim o processo de modelagem. As características físicas de massa, centro de massa e momento de inércia da planta foram obtidos através de técnicas experimentais de identificação. Estas características são necessárias para o protótipo virtual para que se obtenha um modelo matemático o mais próximo do modelo real. Com o modelo linear e não linear obtidos pelo software ADAMS, o sistema de controle seguidor foi projetado. E utilizando o software MATLAB/Simulink fez-se simulações a fim de obter os valores de ganho que controlem a planta e satisfaçam os requisitos de desempenho desejados. Posteriormente realizou-se a implementação do sistema de controle na planta real utilizando a técnica hardware-in-the-loop para validação do modelo da planta e do controlador. Diferentes entradas no ângulo de elevação e descolamento foram simuladas e implementadas na planta. Os resultados obtidos experimentalmente foram condizentes aos simulados, validando assim a metodologia apresentada.
Abstract: This dissertation presents the development and implementation of a tracking system control in the form of state space to control the angle of elevation and travel of a plant with two rotating and parallel helices with three degrees of freedom. Mathematical modeling is performed by using virtual prototyping with ADAMS software, which is based on multi-body modeling techniques to obtain the dynamic equations of the plant, facilitating the modeling process. Physical characteristics such as mass, center of mass and moment of inertia of the plant were obtained with experimental identification techniques. These characteristics are necessary for the virtual prototype to obtain a mathematical model the closest to the real model. With linear and nonlinear models obtained by ADAMS software, the tracking system control is designed using the MATLAB/Simulink software, simulations were done in order to obtain the gain values to control the plant and achieve the requirements of desired performance. It was subsequently performed the implementation of the control system in the real plant using hardware-in-the-loop technique for validation of the plant model and the controller. Different entries on the elevation and travel angle were simulated and implemented in the plant, and the experimental results were consistent to the simulated, thus validating the methodology that was presented in this thesis.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3337
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