Durante a evolução do Algoritmo Genético pode ser verificado que o passo de cálculo uti- lizado para determinar a função custo teve grande influência na estabilidade do controlados, os resultados descritos neste trabalho foram baseados em simulações com passo de cálculo de 0.005 segundos, simulados por 10 segundos. Este passo tornou os treinamentos extrema-
Figura 46 – Resposta do sistema com o controlador PID ajustado pelo AG com ganhos Kp = 6.9826 e Kd = 6.0689 e Ki = 0.8373
mente pesados computacionalmente, visto que a cada geração uma nova simulação deve ser realizada.
As técnicas de Newton-Euler mostraram-se extremamente úteis para a modelagem mate- mática de quadricópteros e os controladores PD e PID foram capazes de realizar o controle.
O algoritmo genético mostrou-se mais eficaz em todos os aspectos que o controlador por ajustado por trial and error, tanto em tempo de estabilização, percentual de sobressinal e erro final médio.
8 CONCLUSÕES
Neste trabalho foi apresentado um método para realizar a construção de um protótipo qua- drirotor e uma plataforma de aquisição de dados, iniciando pela escolha dos principais compo- nentes, de acordo com os requisitos desejados, a modelagem matemática dos componentes, simulações e projeto dos controladores, realizando a otimização destes por meio da metaheu- rística bio-inspirada de algoritmo genético.
O método utilizado para realizar a modelagem cinemática e dinâmica do sistema consiste na técnica de Newton-Euler, a qual apresentou o comportamento esperado, tornando possível realizar a descrição do quadrirotor em simulação.
A plataforma de aquisição de dados também se mostrou extremamente útil na continuação de projetos com temas relacionados, facilitando e permitindo a aquisição dos parâmetros de diferentes motores e hélices utilizados na contrução de quadrirotores de porte aproximados ao projetado neste trabalho.
CONTRIBUIÇÕES DO TRABALHO
Este trabalho traz como principais contribuições:
• O estudo de estabilidade de VANTs, os quais possuem inumeras aplicações práticas; • Aplicação de algoritmo genetico como otimizadores de controladores PD e PID;
• Montagem de um modelo de aquisição de dados, utilizada para facilitar posteriores mon- tagens de protótipos;
• Implementação de um VANT utilizando impressão 3D;
• Implementação em software para diferentes modelos de quadrirotores em que se saiba os principais parâmetros físicos do mesmo;
CONTINUIDADE DO TRABALHO
Na implementação prática, pretende-se embarcar os algoritmos de controle no quadriror físico, a fim de controlar a estabilidade do mesmo e iniciar estudos referentes a controle de trajetórias autônomas.
Também pretende-se a partir a partir do protótipo construido, utiliza-lo para outras aplica- ções práticas, principalmente em reconhecimento de imagens aéreas.
A plataforma e o presente estudo também consiste em uma boa base para aplicação de diferentes metaheurísticas e técnicas mais recentes, como técnicas de aprendizado de máquina, técnicas de aprendizado por reforço (reinforcement learning, em inglês), redes neurais e deep learning, todas estudando a possibilidade de embarque de forma on-line, onde o controle de voo é otimizado durante os voos.
Busca-se também o estudo de formas de eliminação das limitações desta técnica. A prin- cipal delas está na falta da informação de fase da oscilação de saída. O uso de detectores de passagem por zero, por exemplo, apresenta-se como uma das alternativas para possibilitar o sincronismo de fase com outras fontes, necessário em várias aplicações, como no caso da co-geração.
ANAC. Regulamento Brasileiro da Aviacao Civil Especial. 2015. Acessado em 10 de marco de 2017. Disponível em: <http://www.anac.gov.br/assuntos/paginas-tematicas/drones>.
BENI, E. A. Exercito e Marinha utilizarao o VANT Horus FT-100 durante as Olimpiadas. 2016. Acessado em 15 de marco de 2017. Disponível em: <http://www.pilotopolicial.com.br/ exercito-e-marinha-utilizarao-o-vant-horus-ft-100-durante-as-olimpiadas/>.
BRAGA, N. Comparador com Histerese: Acessado em 10 de marco de 2017. 2012. Disponível em: <http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/banco-circuitos/ 151-amplificadores-operacionais-e-comparadores/6192-cir1196.html>.
BRESCIANI, T. Modelling, Identification and Control of a Quadrotor Helicopter. Tese (Doutorado) — Lund University, 2008.
COPPIN, B. Inteligencia Artificial. [S.l.]: LTC, 2010.
CORKE, P. I. Robotics, Vision & Control: Fundamental Algorithms in Matlab. [S.l.]: Springer, 2011.
DEFESANET (Ed.). FT Sistemas lanca o FT 200FH para uso civil e militar. 2016. Acessado em 18 de maio de 2017. Disponível em: <http://www.defesanet.com.br/vant/noticia/20732/ FT-Sistemas-lanca-o-FT-200FH---helicoptero-ARP-para-uso-civil-e-militar/>.
D’OLIVEIRA, F. A. CTA e o Projeto VANT. 2004. Acessado em 5 de fevereiro de 2017. Disponível em: <http://www2.anac.gov.br/certificacao/svant/Apresetacoes/02_CTA_e_o_ Projeto_VANT_CTA_IAE.pdf>.
FAIRCHILD. Decade Counter and Divider with 10 decoded outputs. 1987.
GOLDBARG, H. P. L. L. M. C. Otimizacao combinatoria e programacao linear: modelos e algoritmos. [S.l.]: Elsevier, 2005. v. 2. ed.
INSTRUMENTS, T. INA129-EP Precision, Low Power Instrumentation Amplifiers. 2015. INTERSIL. ICL7660. 2005.
LIANG, O. Mini Quad Motor Guide. https://oscarliang.com/quadcopter-motor-propeller/: [s.n.], 2016. Disponível em: <https://oscarliang.com/quadcopter-motor-propeller/>.
LUUKKONEN, T. Modelling and control of quadcopter. [S.l.]: Aalto University, 2011. MOURA, R. L. O uso de microcontroladores no acionamento e controle de motores brushless DC. Tese (Doutorado), 2010.
NETO, M. S. Topografia com drones, a evolucaoo tecnologica. 2014. Acessado em 10 de fevereiro de 2017. Disponível em: <http://blog.droneng.com.br/topografia-com-drones/>. PAARMANN, L. D. Design and Analysis of Analog Filters: A Signal Perspective. [S.l.: s.n.], 2003.
PAULA, J. C. de. Desenvolvimento de um VANT do tipo quadrirotor para obtencao de imagens aereas em alta definicao. Tese (Doutorado), 2012.
RUSSEL, P. N. S. J. Inteligencia Artificial. [S.l.]: Elsevier, 2004.
SPONG SETH HUTCHINSON, M. V. M. W. Robot Dynamics and Control. 2004. ST. Positive Voltage Regulator ICs. 2016.