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Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
Achieving the first heavier-than-air flight during the 20th century was certainly a great
landmark in human history. However, flight itself generally is not the final objective. To
perform the desired mission effectively, it is necessary to determine the path to follow according to the objective, for instance minimizing the elapsed time, the path length, etc.
How do we deal with such problems? Which are the techniques to solve them? Trajectory Optimization is the subject that deals with such problems, and the object of study
of the present dissertation. I propose to study the use of B-spline Parameterization for
Flight Trajectory Optimization. A Python code was developed to implement the proposed
method, revealing promising results for all three presented examples, proving the robustness and versatility of the proposed method. Future studies should explore different types
of missions, including spatial trajectories, and various sets of waypoints. The study and
implementation of the control to stimulate the desired flying device to follow the determined optimal trajectory would also constitute an interesting exercise.
Materializar o primeiro voo de um dispositivo mais pesado do que o ar durante o século XX constituiu certamente um grande marco na história da humanidade. Contudo, o voo em si raramente constitui o objetivo final. Para se executar uma missão de forma efetiva, é necessário determinar a trajetória a ser seguida de acordo com o objetivo da missão, por exemplo minimizando o tempo decorrido, o comprimento da trajetória, etc. Como se lida com tais problemas? Quais são as técnicas adequadas para resolvê-las? A Otimização de Trajetórias é a disciplina que lida com estes tipos de problemas, e também o objeto de estudo desta dissertação. Proponho o uso da Parametrização B-spline para a Otimização de Trajetórias de Voo. Foi desenvolvido um código em Python que implementa o método proposto, tendo sido obtido resultados promissores para os três exemplos estudados, provando assim a robustez e a versatilidade do método proposto. Trabalhos futuros devem explorar diferentes tipos de missões, incluindo trajetórias espaciais, assim como diversas combinações de waypoints. O estudo e a implementação dos sinais de controlo que façam com que o veículo desejado siga a trajetória ótima determinada deverá constituir também um exercício interessante.
Materializar o primeiro voo de um dispositivo mais pesado do que o ar durante o século XX constituiu certamente um grande marco na história da humanidade. Contudo, o voo em si raramente constitui o objetivo final. Para se executar uma missão de forma efetiva, é necessário determinar a trajetória a ser seguida de acordo com o objetivo da missão, por exemplo minimizando o tempo decorrido, o comprimento da trajetória, etc. Como se lida com tais problemas? Quais são as técnicas adequadas para resolvê-las? A Otimização de Trajetórias é a disciplina que lida com estes tipos de problemas, e também o objeto de estudo desta dissertação. Proponho o uso da Parametrização B-spline para a Otimização de Trajetórias de Voo. Foi desenvolvido um código em Python que implementa o método proposto, tendo sido obtido resultados promissores para os três exemplos estudados, provando assim a robustez e a versatilidade do método proposto. Trabalhos futuros devem explorar diferentes tipos de missões, incluindo trajetórias espaciais, assim como diversas combinações de waypoints. O estudo e a implementação dos sinais de controlo que façam com que o veículo desejado siga a trajetória ótima determinada deverá constituir também um exercício interessante.
Description
Keywords
Controlo Ótimo Otimização de Trajetórias de Voo Parametrização B-Spline Python