Abordagens nebulosas no controle de drone quadrotor

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O interesse em relação às pesquisas sobre veículos aéreos não tripulados (VANTs) vem aumentando de forma significativa nos últimos anos. O quadrotor é um tipo de VANT que possui diversas vantagens e aplicações. O acoplamento dinâmico e o comportamento altamente não linear impõem um caráter desafiador ao controle dessas aeronaves. Neste trabalho, sistemas nebulosos são usados para obter controladores não lineares capazes de resolver problemas de rastreamento de trajetória. Duas abordagens foram desenvolvidas: uma usando sistemas nebulosos como aproximadores universais para projeto de controladores nebulosos adaptativos diretos, em que uma nova proposta usando diferenciador robusto e exato é usada para estimar parâmetro não conhecido da lei de adaptação e algoritmo genético para otimizar os parâmetros encontrados com a sintonia manual; outra usando transformação do produtor tensorial, técnica numérica baseada na decomposição em valores singulares de alta ordem (HOSVD), para encontrar um modelo nebuloso que aproxima o modelo do quadrotor, e, de posse dele, desenvolver um controlador PDC (compensação paralela distribuída) com estabilidade exponencial. The interest in research of unmanned aerial vehicles (UAVs) has increased significantly in recent years. The quadcopter is a type of UAV that has several advantages and applications. The dynamic coupling and the highly nonlinear behavior impose a challenging character to the control of these aircrafts. In this project, fuzzy systems are used to obtain non-linear controllers capable of solving trajectory tracking problems. Two approaches were developed: first using fuzzy systems as universal approximators for designing direct adaptive fuzzy controllers, in which a new proposal using a robust and exact differentiator is used to estimate an unknown adaptation law parameter and genetic algorithm to optimize the parameters found with manual tuning; another using tensor product transformation, a numerical technique based on higher order singular value decomposition (HOSVD), to find a fuzzy model that approximates the quadcopter model, and, in possession of it, develop a PDC (parallel distributed compensation) controller with exponential stability.