Abstracts Category : Other

Control of a quadrotor using TS fuzzy techniques

by Grijalva Juan Guerrero

Nos ltimos anos as tcnicas de controle fuzzy Takagi Sugeno (TS) tm sido utilizadas com sucesso para controlar sistemas no lineares mecatrnicos. Portanto, neste trabalho, so apresentadas algumas abordagens em tempo contnuo e discreto aplicadas em um sistema que representa um quadrotor. Teoremas baseados em desigualdades matriciais lineares que usam funes de Lyapunov so utilizados para estabilizar o sistema. Compensao distribuda paralela a estrutura padro de controle em malha fechada usada no presente documento. A modelagem fuzzy baseada na utilizao de regras locais no lineares que representam o sistema de um modo exato. Visando um processamento eficiente apresentado uma modelagem fuzzy com poucas regras sem perder informao da dinmica do sistema.Foram desenvolvidas muitas pesquisas para obter algoritmos de controle para quadrotores em tempo contnuo. Assim, neste trabalho considerado o comportamento hbrido contnuo-discreto do sistema para desenvolver o algoritmo de controle que pode ser implementado em uma aplicao real. Os sensores tm a limitao fornecida pelo tempo de amostragem que maior do que a largura de banda usada no processador, porm uma incorreta escolha do perodo de amostragem pode provocar processamento desnecessrio ou instabilidade. O sistema pode demandar restries na entrada de controle devido s caractersticas dos atuadores, assim como nas sadas dos estados pitch, roll, yaw e altura do sistema do quadrotor. Algumas solues para tratar essas limitaes e restries tambm so apresentadas para controladores nos quais os ganhos da sua lei de controle calculada online e offline.As tcnicas fuzzy TS com compensao distribuda paralela podem ser utilizadas com outras tcnicas de controle como controle preditivo baseado no modelo ou alocao de polos. Por conseguinte tambm apresentado uma comparao entre essas tcnicas. Finalmente mostrado um algoritmo genrico que pode ser embarcado em qualquer processador de fonte aberta assim como em simulaes numricas. ; Abstract : Takagi Sugeno (TS) fuzzy techniques have been plenty used successfully in the last decades to control nonlinear mechatronic systems. Therefore, many approaches, in continuous and discrete time, are presented in this work applied in a quadrotor system. Linear matrix inequalities (LMIs) theorems based in Lyapunov functions are used to stabilize the system. Parallel distributed compensation (PDC) is the standard control structure employed through all this work. The fuzzy modeling is based in local nonlinear rules which represent accurately the system. Aiming an efficient processing, it is showed a modeling with a small number of rules without loosing information about the dynamic of the system. There have been developed many researches in continuous time algorithms for quadrotors. Thus, in this document is considered the hybrid behavior, continuous and discrete-time, of the closed loops system to develop an algorithm which actually could be used in a practical implementation. The sensorsAdvisors/Committee Members: Castelan Neto, Eugenio de Bona (advisor), Klug, Michael (advisor).