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CONEM 2022
XI Congresso Nacional de Engenharia Mecânica - CONEM 2022
MODELAGEM E SIMULAÇÃO DE UM VANT DE PEQUENA ESCALA
Submission Author:
João Pedro Spadão , SP , Brazil
Co-Authors:
João Pedro Spadão, Wilian dos Santos
Presenter: João Pedro Spadão
doi://10.26678/ABCM.CONEM2022.CON22-0713
Abstract
Veículos aéreos não tripulados (VANTs) têm sido foco de intensa pesquisa há vários anos. Sua aplicabilidade é extremamente ampla e capaz de fornecer avanços significativos em setores importantes como o da agricultura de precisão, georreferenciamento, monitormento e defesa, dentre outros. Atualmente, é possível alcançar alto nível de confiabilidade e produtibilidade, aliados à aeronaves cada vez mais versáteis. O desenvolvimento de um VANT é complexo e é composto por várias etapas não triviais. Dentre elas destacam-se a modelagem dinâmica da aeronave, assim como o projeto de um sistema de controle capaz de realizar o voo automático em segurança e, em alguns casos mais complexos, o voo autônomo. No presente trabalho colocou-se foco na modelagem matemática de uma aeronave asa fixa remotamente pilotada e de pequena escala, no desenvolvimento de um sistema de controle automático de voo, e de um ambiente de simulação que permitisse a interconexão e a avaliação dinâmica do projeto. Por meio de análises computacionais e, com o auxílio de desenhos 3D em CAD (Computer Aided Design), foi possível obter os dados essenciais da aeronave como momento de inércia, coeficientes de aerodinâmicos e derivadas de estabilidade e controle. Utilizando os softwares MATLAB e Simulink foi possível desenvolver o ambiente de simulação e, na mesma plataforma, por meio do método SLC (Successive Loop Closure), propuseram-se as leis de controle e o sistema de piloto automático. Como resultado obteve-se uma modelagem de aeronave, um ambiente de simulação que permitiu análises visuais do comportamento do voo, e um sistema de controle capaz de manter o voo automático em atmosfera instável, mediante entradas como velocidade, altitude e rumo desejadas. Ao final, foi possível adquirir uma visão mais ampla do complexo funcionamento dessas importantes máquinas e propor futuras modificações e continuações ao projeto.
Keywords
VANT de asa fixa, modelagem aerodinâmica, voo automático, Simulação Computacional
