Implementa¸c˜ ao de Restri¸c˜ oes

A implementa¸c˜ao das restri¸c˜oes neste trabalho ´e realizada atrav´es de uma fun¸c˜ao chamada pelo algoritmo gen´etico ap´os a avalia¸c˜ao de todos os indiv´ıduos da popula¸c˜ao atual. As restri¸c˜oes s˜ao impostas ou indiretamente na forma de penalidades no escore, ou diretamente nas opera¸c˜oes de reprodu¸c˜ao, n˜ao permitindo o nascimento de indiv´ıduos que n˜ao respeitam as restri¸c˜oes. As restri¸c˜oes impostas na forma de penalidades resultam na diminui¸c˜ao das chances do indiv´ıduo ser selecionado como parente e participar do processo

de reprodu¸c˜ao. Conseq¨uentemente, os genes do indiv´ıduo penalizado n˜ao far˜ao parte dos indiv´ıduos da nova gera¸c˜ao.

As restri¸c˜oes que se fazem necess´arias no processo de otimiza¸c˜ao de sinais de excita¸c˜ao para manobras de ensaios em vˆoo s˜ao as seguintes:

• Limites de varia¸c˜ao das sa´ıdas: esta restri¸c˜ao garante que o sinal de excita¸c˜ao resultante do processo de otimiza¸c˜ao n˜ao causar´a varia¸c˜oes das vari´aveis de sa´ıda que ultrapassem valores pr´e-estabelecidos;

• Limites de varia¸c˜ao da(s) deflex˜ao(˜oes) de controle: esta restri¸c˜ao garante que a deflex˜ao das superf´ıcies de controle n˜ao ultrapasse limites pr´e-estabelecidos;

• Intervalo m´ınimo entre instantes de comuta¸c˜ao: esta restri¸c˜ao garante que o

instante de comuta¸c˜ao imediatamente posterior tenha pelo menos o intervalo tem-

poral especificado por ∆st em rela¸c˜ao ao seu instante de comuta¸c˜ao antecessor. Esta caracter´ıstica ´e bastante importante no que tange a implementabilidade do sinal de

excita¸c˜ao resultante, uma vez que pode levar em conta o atraso ou a velocidade de

aplica¸c˜ao do sinal de controle por parte do piloto ou de sistemas autom´aticos;

• Tempo m´aximo de aplica¸c˜ao do sinal de excita¸c˜ao: esta restri¸c˜ao garante

que o sinal de excita¸c˜ao resultante seja aplicado em um tempo menor ou igual ao

tempo m´aximo pr´e-definido, denotado por T ;

A restri¸c˜ao na varia¸c˜ao das vari´aveis de sa´ıda ocasiona a necessidade de integra¸c˜ao das equa¸c˜oes do movimento a cada novo processo de reprodu¸c˜ao. Este processo ´e feito para cada indiv´ıduo da popula¸c˜ao e deve respeitar a rela¸c˜ao (3.23). Da mesma maneira, a restri¸c˜ao das vari´aveis de entrada ´e feita de acordo com (3.22).

A restri¸c˜ao quanto ao intervalo m´ınimo entre os instantes de comuta¸c˜ao ´e feita de acordo com:

δsti,1,k = sti,1,k ≥ ∆st (3.28)

CAP´ITULO 3. MANOBRAS DE ENSAIOS EM V ˆOO 70 Onde j = 2, 3, 4, ..., nst.

Na equa¸c˜ao acima, ∆st ´e um valor pr´e-definido para o intervalo m´ınimo entre os

instantes de comuta¸c˜ao e deve ser respeitado por todos os indiv´ıduos da popula¸c˜ao. Por fim, a restri¸c˜ao que diz respeito ao tempo m´aximo de aplica¸c˜ao do sinal de exci- ta¸c˜ao. Esta restri¸c˜ao ´e imposta de forma que:

sti,nst,k ≤ T (3.30)

A express˜ao acima faz com que o ´ultimo instante de comuta¸c˜ao de cada indiv´ıduo seja igual ou menor ao tempo m´aximo dispon´ıvel para o desenvolvimento do sinal de excita¸c˜ao. O valor de T deve ser selecionado previamente.

No caso da utiliza¸c˜ao de penalidades, as restri¸c˜oes descritas acima s˜ao impostas de

forma acumulativa. A cada restri¸c˜ao desrespeitada por um indiv´ıduo, o escore do mesmo

ser´a multiplicado por um termo penalizador. Este termo penalizador ´e proporcional ao

valor excedido da respectiva restri¸c˜ao. Assim sendo, permite-se que um indiv´ıduo que

tenha ferido de forma amena uma restri¸c˜ao seja menos penalizado que um indiv´ıduo que

Cap´ıtulo 4

Resultados Experimentais

4.1

Introdu¸c˜ao

Este cap´ıtulo de resultados possui o objetivo de validar as t´ecnicas de otimiza¸c˜ao de

manobras de ensaios em vˆoo e mostrar a necessidade e viabilidade de implementa¸c˜ao das

mesmas.

A primeira parte ´e dedicada `a an´alise de casos simulados. O exemplo 1 trata de um

estudo da dinˆamica de per´ıodo curto j´a realizado por diversos autores. O principal obje-

tivo ´e comparar os resultados obtidos neste trabalho com aqueles obtidos anteriormente,

no intuito de validar o algoritmo utilizado. O exemplo 2, da mesma forma, trata da otimiza¸c˜ao de sinais de excita¸c˜ao para a dinˆamica oscilat´orio em derrapagem j´a bordada em (MORELLI, 1990). Neste caso, entretanto, o principal objetivo ´e demonstrar a capaci-

dade de tratamento de problemas com mais de uma entrada de controle e com v´arios

parˆametros. Por fim, ainda trabalhando com dados simulados, o exemplo 3 apresenta

uma simula¸c˜ao de Monte Carlo do procedimento de estima¸c˜ao param´etrica. O principal

objetivo deste exemplo ´e demonstrar a necessidade de considera¸c˜ao dos res´ıduos coloridos nas vari´aveis de medida durante o procedimento de otimiza¸c˜ao de sinais de excita¸c˜ao para

manobras de ensaios em vˆoo.

Na segunda parte deste cap´ıtulo, s˜ao tratados dados experimentais oriundos de uma

campanha de ensaios em vˆoo dedicada `a an´alise de manobras de ensaios em vˆoo para

CAP´ITULO 4. RESULTADOS EXPERIMENTAIS 72 senta¸c˜ao da aeronave ensaiada e dos sistemas de aquisi¸c˜ao de dados de ensaios em vˆoo. O principal objetivo deste estudo ´e a compara¸c˜ao de sinais otimizados com sinais conven-

cionais para a excita¸c˜ao do modo de per´ıodo curto. S˜ao abordados aspectos que tangem

`

a seguran¸ca de vˆoo e a implementabilidade do sinal otimizado, chegando a demonstrar

a viabilidade de utiliza¸c˜ao das t´ecnicas apresentadas neste estudo para o planejamento e execu¸c˜ao de campanhas de ensaios em vˆoo para estima¸c˜ao de parˆametros de aeronaves.

´

E importante salientar que os modelos dinˆamicos utilizados neste cap´ıtulo s˜ao ex-

tremamente simplificados. Os mesmos foram utilizados para possibilitar a compara¸c˜ao

com resultados anteriores existentes na literatura `a respeito da otimiza¸c˜ao de manobras de ensaios em vˆoo para estima¸c˜ao de parˆametros. Adotar modelos menos simplificados e

at´e modelos n˜ao-lineares pode ser de fundamental importˆancia para o sucesso da mode-

lagem dinˆamica de aeronaves.