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- Modelação e Controlo Robusto da Dinâmica da Atitude de QuadrotoresPublication . Brum, Adriano Jorge; Bousson, KouamanaA inspeção de linhas elétricas é uma atividade essencial para o bom funcionamento e fornecimento de energia aos seus consumidores. Esta inspeção é efetuada por veículos aéreos tripulados, sobretudo helicópteros mas tem como desvantagens estes serem veículos de custo elevado na sua aquisição e operação. Os motores dos veículos não tripulados atuais do tipo quadrotor são maioritariamente controlados por controladores rudimentares, essencialmente PID. Com um controlador robusto designado para este tipo de veículos será possível obter um incremento na performance da aquisição de dados durante a inspeção de linhas elétricas. Esta dissertação tem foco num controlador robusto das atitudes de arfagem, rolamento e guinada de um quadrotor com o objetivo de este ser utilizado no ramo da inspeção de linhas elétricas de alta e média tensão. Foram considerados variados tipos de controladores para esta dissertação, mas sendo esta apenas focada no controlo mais favorável para este tipo de veículo. Para ilustração do problema de controlo foram usadas duas missões provenientes de voos físicos de modo a simular o sistema de controlo e o comparar com o atualmente instalado. Variadas simulações são apresentadas neste trabalho, como simulações baseadas num vetor de referência de um voo físico e por referência estipulada de modo a garantir a estabilidade do sistema de controlo durante a missão de inspeção das linhas. O controlador projetado neste trabalho tem a particularidade de ter matrizes de definição do vetor de estado dependentes desse vetor, e não constantes como é mais habitual, criando assim uma situação de modelação de controlo constante ao longo do tempo de operação. Foram efetuados estudos alternativos para tratamento de dados, filtragem de Kalman-Bucy, suavização das curvas de referência dos voos físicos e iteração das diagonais das matrizes Q e R com base no método de Bryson Modificado de modo a garantir o máximo desempenho de controlo considerando todos as limitações estruturais e dinâmicas do veículo.
- Guidance of interceptor missiles based on Robust ControlPublication . Costa, António Rui Moreira Tinoco da; Bousson, KouamanaMissiles development are constantly evolving. This is mainly due to the significantly increase in the performance of the missiles means of transportation (aircrafts, vessels, submarines, trucks and trains), allowing bigger and heavier armament, which results directly in much more precise control systems, with a capacity for different types of warheads, as well as an ability to store larger amounts of fuel. Regarding the subject addressed in this thesis, it should be taking into consideration that a tactical missile has to be quite versatile, as it can either aim to shoot down an aircraft with high manoeuvrability or a cruise missile with a predefined trajectory, being thus necessary to withstand high speeds and g force. A control system for a missile is responsible for its attitude, while missile guidance system is responsible for controlling its trajectories and, therefore, being able to detect that the missile is outside the interception trajectory, requiring an input signal to put it back on collision course. The focus of this dissertation is on the control of the trajectories of a tactical missile, which has to be capable of performing the basic function of detecting the signals received by the command, which in its turn will be applied to the control system. An H8/LTR controller and the Artstein method applied on a Robust LQR controller were applied to the missile, where it’s concluded that the first one has a better performance for manoeuvrable or non-manoeuvrable targets. However, Robust LQR method reveals a strong potential when implemented to solve systems in which perturbations predominate, thus making the behaviour of both methods very similar.