Estudo acerca do uso de controle adaptativo baseado na estrutura do regulador integrativo universal aplicado a controle de voo de aeronaves

Abstract

This thesis addresses studies carried out in order to integrate the adaptive control techniques and the Universal Integral Regulator (UIR). The studies started with the implementation of a non-constant gain, but based on the error. This controller was called MUIR (Modified Universal Integral Regulator). This will be the first step towards implementing adaptive gains. Simulations with flight control of a quadrotor were performed. In order to validate the proposed technique, comparisons were made with the UIR, MRAC (Model Reference Adaptive Control) techniques and combinations of these techniques were tested. Comparisons were based on the results plotted on graphs and on the calculation of two performance indices: the accumulated error (AE) and the control demand (CD). An analytical stability demonstration of the MUIR control technique was also presented. After that, ways of integrating adaptive control with UIR were analyzed, and the obtained ways were tested. The contributions of this work were the presentation and detailed study of the MUIR controller applied to a quadrotor, and the initial studies carried out in order to design a Universal Integral Regulator with adaptive gains (AUIR).Esta tese aborda estudos feitos no sentido de se integrar as técnicas de controle adaptativo e do Regulador Integrativo Universal (RIU). Os estudos começaram com a implementação de um ganho não constante, mas em função do erro. Este controlador foi chamado de RIUM (Regulador Integrativo Universal Modificado). Isso será o primeiro passo rumo a implementação de ganhos adaptativos. Foram feitas simulações com o controle de voo de um quadrirotor. Com o intuito de validar a técnica proposta, foram feitas comparações com as técnicas RIU, MRAC (Model Reference Adaptive Control) e combinações destas técnicas. As comparações foram feitas a partir dos resultados plotados nos gráficos e no cálculo de dois índices de desempenho: o erro acumulado (EA) e a demanda de controle (DC). Uma demonstração analítica de estabilidade da técnica de controle RIUM também foi apresentada. Depois disso, foram analisadas formas de se integrar controle adaptativo com RIU, e foram testadas as formas obtidas. As contribuições deste trabalho foram a apresentação e estudo detalhado do controlador RIUM aplicados a um quadrirotor, e os estudos inicias feitos no intuito de projetar um Regulador Integrativo Universal com ganhos adaptativos (RIUA)

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