https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13689
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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mathausferreiradasilva.pdf | PDF/A | 11.97 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Tipo: | Tese |
Título: | Projeto e alocação de controle de uma embarcação autônoma de superfície com 3 DoF e sistema de propulsão aéreo azimutal |
Autor(es): | Silva, Mathaus Ferreira da |
Primeiro Orientador: | Honório, Leonardo de Mello |
Membro da banca: | Marcato, André Luís Marques |
Membro da banca: | Santos, Alexandre Bessa dos |
Membro da banca: | Conceição, Andre Gustavo Scolari |
Membro da banca: | Santos, Murillo Ferreira dos |
Resumo: | Além de grande parte de suas fronteiras estarem banhadas pelo oceano Atlântico, o Brasil possui grande número de rios e lagos ao longo de seu território. O constante monitoramento de suas bacias hidrográficas ´e de grande importância uma vez que a ´água pode ser usada para: preservação ambiental, geração de energia, abastecimento urbano, irrigação, transporte, pesca, etc. Desta maneira, a automação e o aprimoramento das técnicas de monitoramento e coleta de dados se mostram grandes aliados na redução de custos e aumento da confiabilidade destes processos. Neste contexto, este trabalho tem por objetivo apresentar a alocação de controle de uma nova topologia de embarcação autônomo de superfície - Autonomous Surface Vessel, Veículo Autônomo de Superfície (ASV) superatuado para o monitoramento de malhas hidroviárias em geral. A técnica de alocação utiliza-se do desacoplamento de sistemas não lineares em m´múltiplos subsistemas linearizados, permitindo um rápido processamento e atendendo `as restrições impostas. O veículo traz como diferencial de aplicação ser menos invasivo nas medições coletadas pelos sensores hídricos e apresentar maior versatilidade para a navegação em diferentes ambientes. Como diferencial construtivo, o mesmo ´e baseado em uma estrutura do tipo catamarã e possui seu conjunto de propulsores posicionados na parte superior dos cascos com direcionamento azimutal em 360 graus, tornando-o um veículo com a capacidade de se movimentar em três graus de liberdade. As t´técnicas implementadas e as características que o diferem das demais topologias são validadas através de simulações e testes reais, onde pode-se observar por meio dos ´índices de performance não intrusivos Integrated Absolute Error, Integral do Erro Absoluto (IAE) e Integrated Squared Error, Integral do Erro Quadrático (ISE) os desempenhos da alocação de controle e controle de posição. |
Abstract: | In addition to the large part of its borders being bathed by the Atlantic Ocean, Brazil has a great number of rivers and lakes along its territory. The constant monitoring of its hydrographic basins is of great importance since the water can be used for: environmental preservation, energy generation, urban supply, irrigation, transport, fishing, etc. In this way, the automation and improvement of monitoring and data collection techniques proves to be great allies in reducing the cost and increasing the reliability of these processes. In this context, this work aims to present a control allocation of a new surface autonomous vessel topology - ac asv overrun for monitoring waterway networks in general. The allocation technique uses the decoupling of nonlinear systems into multiple linearized subsystems, allowing fast processing and meeting the imposed restrictions. The vehicle has as an application differential being less invasive in the collection collected by water sensors and presenting greater versatility for navigation in different environments. As a constructive differential, it is based on a catamaran-type structure and has its set of thrusters positioned on top of the hulls with azimuthal direction in 360-degrees, making it a vehicle with the capacity to move in three degrees of freedom. The implemented techniques and the characteristics that differ from the other topologies are validated through simulations and real tests, where the performances of the allocation of allocation can be observed through the non-intrusive performance indexes IAE and ISE control and position control. |
Palavras-chave: | ASV superatuado Alocação de controle Robótica móvel Propulsor azimutal aéreo Over-actuated ASV Control allocation Holonomic vehicle Mobile robotics Aerial zimuth thruster |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
Sigla da Instituição: | UFJF |
Departamento: | Faculdade de Engenharia |
Programa: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
Licenças Creative Commons: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ |
DOI: | https://doi.org/10.34019/ufjf/te/2021/00085 |
URI: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13689 |
Data do documento: | 25-Nov-2021 |
Aparece nas coleções: | Doutorado em Engenharia Elétrica (Teses) |
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