Modelagem dinâmica multi-corpos e controle de multicópteros grandes com rotores vetoráveis

Resumo

Novas maneiras para o transporte urbano aéreo atraíram atenção nos últimos anos. Essas soluções buscam reduzir os congestionamentos rodoviários, os quais muitas pessoas em todo o mundo enfrentam todos os dias para chegar ao trabalho, procurando também fazer uso de energia limpa. Desta forma, multicópteros de grande porte são estudados para realizar tal tarefa nessas áreas. Essa proposta almeja investigar a modelagem de alta fidelidade de um multicóptero de grande porte (MAV) para transporte urbano aéreo, mais especificamente uma aeronave do tipo electrical Vertical Take-off and Landing, uma vez que muitas considerações e simplificações são feitas para a modelagem de pequenos MAVs. Além disso, esse tipo de aeronave utiliza do conceito da propulsão por eletrificação distribuída no qual várias hélices acionadas por motores elétricos são distribuídas ao longo da estrutura. O objetivo é proporcionar em uma única abordagem o modelo de um MAV de grande porte onde se permite usar rotores fixos e vetoráveis. Além do mais, novas estratégias para o controlador de voo serão investigadas que dependem dos novos e mais completos modelos. Esses novos controladores precisam ser robustos com relação a distúrbios externos e incertezas de modelos enquanto levando em consideração os limites de saturação dos atuadores. Neste sentido, o desenvolvimento de novas estratégias de controle adaptativo por modos deslizantes será realizado. Mecanismos de adaptação para o ganho de chaveamento em conjunto com as propriedades já bem conhecidas do controle por modos deslizantes, podem fornecer estratégias de controle de voo adequadas, buscando pela redução de magnitude das ações de controle para um mínimo admissível ao passo que garante a convergência em tempo finito. (AU)