Flight dynamics and control study of a VTOL UAV (2018)
- Authors:
- Autor USP: DAUD FILHO, ANTONIO CARLOS - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: DECOLAGEM; DINÂMICA DE VOO; ESTABILIDADE DE VOO; AERONAVES
- Keywords: Pouso vertical; Equações de movimento multi-corpos; VANT; Voo de transição
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Esta dissertação apresenta o desenvolvimento da teoria de dinâmica de voo e o conceito de controle a ser aplicado na modelagem e simulação de voo de um VANT com decolagem e pouso vertical proposto. Um conceito de aeronave de asa semi-tandem é projetado e os coeficientes aerodinâmicos, propriedades inerciais e parâmetros de controle são estimados, o que permitiu a implementação da teoria proposta. O modelo fez uso das equações de movimento multi-corpos onde a aeronave é dividida em partes de forma que a asa, o estabilizador horizontal e os rotores sejam entidades independentes. Além disso, o sucesso da fase de transição de voo pairado para cruzeiro e de cruzeiro para voo pairado pode ser verificado se houver a possibilidade da aeronave trimar ao longo do regime de velocidades de voo, em outras palavras, se houver uma combinação de estados de movimento que mantenha a aeronave estável do voo pairado para a condição de cruzeiro. Assim, as curvas de trimagem que expressam os estados são calculadas usando a minimização de uma função de custo envolvendo a soma dos quadrados de alguns dos estados de movimento, definidos pelas equações de movimento mencionadas anteriormente. Tal minimização é realizada usando o algoritmo Simplex Sequencial. Além disso, é apresentada uma estratégia de controle que estabiliza a aeronave durante a transição de voo pairado para configuração de cruzeiro, que é testada em simulação computacional de um voo longitudinal acelerado e desacelerado, ou seja, de voo pairado para cruzeiro e de cruzeiro para voo pairado. Finalmente, um protótipo da aeronave estudada é apresentado
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2018
- Data da defesa: 24.10.2018
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ABNT
DAUD FILHO, Antonio Carlos. Flight dynamics and control study of a VTOL UAV. 2018. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-13022019-153912/. Acesso em: 15 maio 2024. -
APA
Daud Filho, A. C. (2018). Flight dynamics and control study of a VTOL UAV (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-13022019-153912/ -
NLM
Daud Filho AC. Flight dynamics and control study of a VTOL UAV [Internet]. 2018 ;[citado 2024 maio 15 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-13022019-153912/ -
Vancouver
Daud Filho AC. Flight dynamics and control study of a VTOL UAV [Internet]. 2018 ;[citado 2024 maio 15 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18148/tde-13022019-153912/ - A tilt-wing VTOL UAV configuration study: flight dynamics modeling, simulation, states estimation, control, systems integration and flight testing
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