Nonlinear state-space representations of a quadrotor through bond-graph technique

Desenvolvimento De Plataforma Para Testes E Simulação De Sistemas Multicópteros

“…Especificamente, [16,17] apresentam modelos de quadricópteros na configuração '+' utilizando a técnica de grafos de ligação. Por um lado, [16] apresenta uma modelagem simplista das forças e momentos gerados no veículo e faz uso de notação muitas vezes confusa na construção do grafo de ligação, além de realizar simulações com parâmetros não realistas do sistema.…”

“…Por um lado, [16] apresenta uma modelagem simplista das forças e momentos gerados no veículo e faz uso de notação muitas vezes confusa na construção do grafo de ligação, além de realizar simulações com parâmetros não realistas do sistema. Já [17] apresenta uma modelagem mais completa do sistema motopropulsor, porém esta modelagem é feita para motores de corrente contínua, quando na realidade os motores mais utilizados em veículos aéreos são de corrente alternada, além de fazer simplificações na dinâmica de Newton-Euler que rege o comportamento do sistema. Dessa forma, nesta dissertação, será proposto um modelo aprimorado para a dinâmica de quadricópteros, baseado em grafos de ligação, visando superar as limitações observadas nestes outros modelos apresentados na literatura.…”

“…A dinâmica de um corpo rígido, sujeito a um vetor de forças F ∈ R 3 e um vetor de momentos M ∈ R 3 , é descrita de acordo com as equações de Newton Euler [35], conforme apresentado na Equação (2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19).…”

“…onde × indica o operador de produto vetorial, m ∈ R 1 é a massa do veículo e J ∈ R 3×3 é a matriz de inércia diagonal do veículo, apresentada na Equação (2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20). Um detalhamento a respeito desses parâmetros inerciais é apresentado na Seção 2.3.2.…”

“…Na construção da EJS, cada componente dos vetores velocidade (v x , v y , v z , ω x , ω y e ω z ) é representado por uma junção '1' de fluxo comum. Os termos de produto vetorial, apresentados na Equação (2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19), são representados como forças e momentos aplicados ao sistema, sendo assim representados por elementos giradores modulados (MGY) no grafo de ligação. Para facilitar o equacionamento, dividiu-se a EJS em duas grandes partes.…”