Development of an autonomous unmanned aerial vehicle specification of a fixed-wing vertical takeoff and landing aircraft (2018)
- Authors:
- Autor USP: SILVA, NATáSSYA BARLATE FLORO DA - ICMC
- Unidade: ICMC
- Sigla do Departamento: SSC
- Subjects: AERONAVES NÃO TRIPULADAS; SENSORES DE AERONAVES; PILOTO AUTOMÁTICO; CONTROLE DE AERONAVES; ESTABILIDADE DE VOO
- Keywords: Algoritmos de seguimento de trajetória; AVALON; AVALON; Controle para VANTs; Fusão de sensores; Path-following algorithm; Sensor fusion; Tailsitter; Tailsitter; UAV control
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Diversas configurações de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) foram propostas para serem utilizadas em diferentes aplicações. Uma delas é o tailsitter, uma aeronave de asa fixa capaz de decolar e pousar sobre a própria cauda. Esse tipo de aeronave apresenta a vantagem de aeronaves de asa fixa de voar sobre grandes áreas com pouco tempo e bateria e, como helicópteros e multicópteros, não necessita de pista para decolar e pousar. Porém, um tailsitter possui uma operação complexa, com múltiplos estágios de voo, cada um com suas peculiaridades e requisitos, o que enfatiza a necessidade de um piloto automático confiável para seu uso como um VANT. A literatura já introduz VANTs tailsitters com mecanismos complexos ou múltiplos motores contra-rotativos, mas não com apenas um motor e sem estruturas para auxiliar no pouso e na decolagem. Essa tese apresenta um VANT tailsitter, chamado AVALON (Autonomous VerticAL takeOff and laNding), e seu piloto automático, composto por 3 unidades principais: Unidade Sensorial, Unidade de Navegação e Unidade de Controle. Diferentes soluções são avaliadas para a escolha das técnicas mais apropriadas para o piloto automático. Para a Unidade Sensorial, Extended Kalman Filter e Unscented Kalman Filter estimam a informação espacial de múltiplos dados de diversos sensores. Os algoritmos de seguimento de trajetória Lookahead, Pure Pursuit and Line-of-Sight, Nonlinear Guidance Law e Vector Field são estendidos para considerar a informação da altitudepara a Unidade de Navegação. Além do mais, uma estrutura baseada em métodos clássicos com controladores Proporcional- Integral-Derivativo desacoplados é comparada a uma nova estrutura de controle baseada em dinâmica inversa. Juntas, todas essas técnicas demonstram a eficácia do piloto automático do AVALON. Portanto, AVALON resulta em um VANT tailsitter pequeno e elétrico, com um design simples, apenas um motor e sem estruturas para auxiliar o pouso e a decolagem, capaz de executar todos os estágios de voo.
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2018
- Data da defesa: 29.03.2018
-
ABNT
SILVA, Natássya Barlate Floro da. Development of an autonomous unmanned aerial vehicle specification of a fixed-wing vertical takeoff and landing aircraft. 2018. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-16102018-100220/. Acesso em: 24 jan. 2026. -
APA
Silva, N. B. F. da. (2018). Development of an autonomous unmanned aerial vehicle specification of a fixed-wing vertical takeoff and landing aircraft (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-16102018-100220/ -
NLM
Silva NBF da. Development of an autonomous unmanned aerial vehicle specification of a fixed-wing vertical takeoff and landing aircraft [Internet]. 2018 ;[citado 2026 jan. 24 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-16102018-100220/ -
Vancouver
Silva NBF da. Development of an autonomous unmanned aerial vehicle specification of a fixed-wing vertical takeoff and landing aircraft [Internet]. 2018 ;[citado 2026 jan. 24 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-16102018-100220/
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