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

Processo: 20/12314-3
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de maio de 2021
Vigência (Término): 11 de setembro de 2022
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
Pesquisador responsável:Davi Antônio dos Santos
Beneficiário:João Francisco Silva Trentin
Instituição Sede: Divisão de Engenharia Mecânica (IEM). Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Assunto(s):Controle de sistemas mecânicos   Dinâmica não linear   Transporte aéreo   Área urbana   Aeronaves   Decolagem   Trens de pouso   Rotor   Propulsão de aeronaves
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:adaptive sliding mode control | multirotor aerial vehicles | Nonlinear Control | nonlinear dynamics | Controle de sistemas mecânicos

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)

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Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
SILVA TRENTIN, JOAO FRANCISCO; SANTOS, DAVI A.; DA SILVA, SAMUEL; SCHAUB, HANSPETER. Dynamic modeling and control of a spherical pendulum with a VSCMG. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, v. 44, n. 8, p. 14-pg., . (17/12985-2, 20/12314-3, 18/13751-8)
TRENTIN, JOAO F. S.; SANTOS, DAVI A.; IEEE. Predefined-time sliding mode attitude control for a quadrotor aerial vehicle. 2022 16TH INTERNATIONAL WORKSHOP ON VARIABLE STRUCTURE SYSTEMS (VSS), v. N/A, p. 6-pg., . (20/12314-3)
RUIZ, A.; BASQUEROTTO, C. H. C. C.; TRENTIN, J. F. S.; DA SILVA, S.. On a Qualitative and Lie Symmetry Analysis for a Pendulum with Two Reaction Wheels. QUARTERLY JOURNAL OF MECHANICS AND APPLIED MATHEMATICS, v. 75, n. 3, p. 22-pg., . (18/13751-8, 20/12314-3)

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