Uma proposta de software-in-the-Loop para validação de sistemas de guiagem e controle automático de voo de aeronaves não tripuladas
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Data
8-03-21
Autores
Souza, Fabrício Costa
Orientadores
Santos, Sérgio Ronaldo Barros dos
Tipo
Trabalho de conclusão de curso de graduação
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Resumo
O projeto e construção de sistemas de controle, guiagem e navegação de aeronaves é um grande desafio no ramo da engenharia, por exigir a reprodução de todas as condições ambientais na qual será aplicado. Uma plataforma de simulação torna-se essencial para o desenvolvimento de protótipos para validar e testar os parâmetros de controle, e avaliar o desempenho e a confiabilidade dos algoritmos implementados. Neste contexto, tem-se a técnica de Software-in-the-Loop (SIL), útil para verificação de sistemas que usa uma simulação completa para testar e validar softwares que serão implementados em aeronaves e submetidos a situações reais. Com isso, seu uso é um aliado no projeto de sistemas de controle, no qual, permite a experimentação deles sem a necessidade de um hardware, que muitas vezes envolve custos e disponibilidade. Além disso, testar o controle diretamente em aeronaves reais pode ser bastante complicado, pois qualquer erro no sistema de controle pode causar a sua queda, além de ser extremamente perigoso e de custo muito elevado. Este trabalho descreve um ambiente de simulação Software-in-the-Loop para teste e validação de um algoritmo de guiagem e controle para um pequeno veículo aéreo não tripulado de asa fixa, o Cessna 172 Skyhawk, utilizando o simulador Gazebo, que estabelece comunicação com o Matlab/Simulink via ROS, onde os controladores de atitude, de altura, de velocidade de cruzeiro e de seguimento de caminhos estão implementados. Os resultados obtidos demonstram que a metodologia utilizada pode ser útil na validação e a avaliação de controladores.