ATTITUDE STABILIZATION AND ALTITUDE CONTROL OF A TWIN-ENGINE TILTROTOR AERIAL WITH INHOMOGENEOUS PROPULSION
TD3, UAV, Optimal Control Design, Aerial Robotics
O presente trabalho descreve um modelo dinâmico não linear de uma plataforma aérea
tiltrotor bimotor e realiza a identificação dos seus parâmetros físicos com foco no sistema de
propulsão não homogênea, situação na qual os motores de propulsão em conjunto com suas
hélices não se comportam de maneira idêntica do ponto de vista físico. Além disso, também
é desenvolvida duas propostas de sistemas de controle para atitude e altitude, além de um
simulador no software Simulink.
A primeira proposta aplica a técnica de reiforceiment learning TD3 para sintonizar controladores
da família PID aplicados em um sistema dinâmico não linear de uma plataforma
aérea tiltrotor bimotor com sistemas de propulsão homogêneo e não-homogêneo. O objetivo
do projeto de controle é estabilizar a atitude do sistema e realizar o controle de altitude, além
de avaliar diferentes funções de recompensa durante o processo de aprendizagem.
A segunda proposta de controle é uma aplicação da teoria do controle ótimo, utilizandose
LMI (Linear Matrix Inequality), onde se faz alocação robusta de polos para um controlador
PI ideal. Ainda, é proposta uma arquitetura conveniente para mitigar o problema de
propulsão não homogênea, onde se utiliza uma matriz de ponderação para lidar com a diferença
de propulsão como dinâmica não modelada.
Por fim, desenvolve-se um conjunto de simulações em Matlab/Simulink para avaliar
comparativamente as duas propostas utilizando-se índices de desempenho e gráficos de respostas
dos controladores.