CONTROLE PID SINTONIZADO POR ALGORITMO GENÉTICO PARA NAVEGAÇÃO AUTÔNOMA DE QUADRICÓPTEROS

Autores

  • Téo Revoredo Universidade do Estado do Rio de Janeiro-UERJ
  • Welington de Souza Silva Universidade do Estado do Rio de Janeiro-UERJ
  • Renan Porto Vieira Universidade do Estado do Rio de Janeiro-UERJ.

Resumo

Veículos autônomos têm sido agentes de mudança e inovação em diversas áreas. Nos centros urbanos, têm potencial para solucionar vários problemas do transporte moderno de bens e pessoas contribuindo para o desenvolvimento de cidades inteligentes, no campo, atuam do monitoramento de plantações à fertilização do solo e na indústria desempenham tarefas tais como transporte de equipamentos. Destacam-se os veículos aéreos não tripulados, aplicáveis em monitoramento e segurança, inspeção de estruturas, atendimento médico de urgência, busca e resgate em áreas remotas, entre outros, em especial os quadricópteros, que oferecem liberdade de movimentação, capacidade de pairar no ar e facilidade de pousar e decolar de qualquer superfície plana. Estes são, entretanto, sistemas sub atuados que apresentam desafios para serem controlados. Diversas estratégias são encontradas na literatura para controlar posição e atitude de quadricópteros, sendo a mais popular o emprego de controladores PID. Todavia, a sua sintonia ainda é tarefa complicada. Este trabalho visa contribuir nesta questão. Apresenta-se a modelagem matemática do veículo, o planejamento de trajetórias exequíveis e a implementação de controladores PID que o levam a rastreá-las. A sintonia dos dezoito ganhos envolvidos é realizada por algoritmo genético e o desempenho do controlador no seguimento de trajetórias e rejeição a perturbações é comparado ao obtido com a sintonia feita pelo método de Ziegler-Nichols através de um modelo computacional. Os resultados comprovam a exequibilidade da estrutura de controle e o melhor desempenho da sintonia feita por algoritmo genético.

Biografia do Autor

  • Téo Revoredo, Universidade do Estado do Rio de Janeiro-UERJ

    Possui graduação em Engenharia Elétrica (ênfase em sistemas eletrônicos) pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (2003), Mestrado em Engenharia Elétrica - Sistemas de Controle: Contr. de Proc. e Robótica pelo Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (2007) e Doutorado em Engenharia Mecânica - Acústica, Vibrações e Dinâmica pelo Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (2011) com período sanduíche de 1 ano no Laboratório de Automação e Pesquisa Operacional (LARA) na ENAC/França. Atualmente é professor do Departamento de Engenharia Eletrônica e Telecomunicações da Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Tem experiência acadêmica e de mercado na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Controle de Processos Eletrônicos, Retroalimentação, atuando principalmente nos seguintes temas: sistemas diferencialmente planos, ruído aeronáutico/aeroportuário, dinâmica do vôo, acustica ambiental e procedimentos operacionais.

  • Welington de Souza Silva, Universidade do Estado do Rio de Janeiro-UERJ

    Possui graduação em Engenharia de Controle e Automação pelo Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca (2013) e mestrado em Engenharia Eletrônica pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (2021). Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Automação Eletrônica de Processos Elétricos e Industriais.

  • Renan Porto Vieira, Universidade do Estado do Rio de Janeiro-UERJ.

    Tem formação técnica profissional integrada ao ensino médio pela Escola Técnica Estadual Henrique Lage (ETEHL/FAETEC) , é graduado em Engenharia Elétrica com ênfase em Sistemas Eletrônicos pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ). Foi Aluno de iniciação científica do projeto Sistemas diferencialmente planos aplicados ao seguimento de trajetórias de robôs terrestres autônomos, orientado pelo Dr Téo Cerqueira Revoredo (UERJ). Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Circuitos Elétricos, Magnéticos e Eletrônicos, atuando principalmente nos seguintes temas: automática e robótica. Mestre em Controle e Automação pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro-UERJ.

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Publicado

2025-07-21

Edição

v. 18 n. 1 (2025): RETEC - Revista de Tecnologias

Seção

Artigos