Implementação de sistema de controle de atitude para VANT de asa fixa sob condições controladas

dc.contributor.advisor1Franco, Vitor Ramos
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4590258470207467
dc.contributor.authorParra, Eduardo Raimundo
dc.date.accessioned2026-08-26T18:25:30Z
dc.date.issued2025-12-17
dc.description.abstractThis work presents the implementation of an attitude control system for a fixed-wing Unmanned Aerial Vehicle (UAV) equipped with a gimbal and subjected to uniform wind tunnel airflow. An ESP32 microcontroller—integrated with inertial sensors, servomotors, and a radio control system—was used to receive attitude references and apply corrective signals to the actuators. Pitch and roll motion transfer functions were experimentally derived via step-response tests and processed in MATLAB using the `tfestimate` tool. The identified models enabled the creation of Simulink simulations for PID controller calibration. Results indicated good system performance in pitch control, characterized by stability and minimal oscillation. However, roll control proved more challenging due to the prototype's inherent instability, resulting from geometric imperfections and aileron inconsistencies. Despite these limitations, the implemented controller successfully stabilized the UAV against external disturbances and tracked radio-controlled references, demonstrating the proposed system's viability. Finally, suggestions for improvements and future work are provided, including structural corrections to the airframe, controller refinement, and the integration of additional sensors.eng
dc.description.resumoEste trabalho apresenta a implementação de um sistema de controle de atitude para um Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) de asa fixa, acoplado a um gimbal e submetido a escoamento uniforme em túnel de vento. Utilizou-se um microcontrolador ESP32 integrado a sensores inerciais, servo-motores e rádio controle, responsável por receber as referências de atitude e aplicar sinais corretivos aos atuadores. As funções de transferência dos movimentos de arfagem e rolagem foram obtidas experimentalmente por meio de testes de resposta ao degrau, sendo processadas no MATLAB com o auxílio da ferramenta tfestimate. Os modelos identificados permitiram a construção de simulações em ambiente SIMULINK para calibração de controladores PID. Os resultados mostraram que o sistema apresentou bom desempenho no controle de arfagem, com estabilidade e baixa oscilação. Para rolagem, contudo, observou-se maior dificuldade devido `a instabilidade intrínseca do protótipo, causada por imperfeições geométricas e inconsistências nos ailerons. Apesar dessas limitações, o controlador implementado foi capaz de estabilizar o VANT frente a distúrbios externos e seguir referências impostas pelo rádio controle, demonstrando a viabilidade do sistema proposto. Por fim, são sugeridas melhorias e direcionamentos futuros, como correções estruturais do aeromodelo, aperfeiçoamento dos controladores e incorporação de sensores adicionais.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationPARRA, Eduardo Raimundo. Implementação de sistema de controle de atitude para VANT de asa fixa sob condições controladas. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de São Carlos, Campus São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/24593.*
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/24593
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.centerCentro de Ciências Exatas e de Tecnologia - CCET
dc.publisher.courseEngenharia Mecânica - EMec
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.subjectControle de atitudepor
dc.subjectVANTeng
dc.subjectControlador PIDpor
dc.subjectTúnel de ventopor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS
dc.subject.ods9. Indústria, Inovação e Infraestrutura
dc.titleImplementação de sistema de controle de atitude para VANT de asa fixa sob condições controladaspor
dc.title.alternativeImplementation of an attitude control system for a fixed-wing UAV under controlled conditionseng
dc.typeTCC

Arquivos

Pacote Original

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
TCC_Eduardo_Parra.pdf
Tamanho:
10.28 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format

Coleções