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https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/847530| Título: | Estimativa de perturbações e controle por modo deslizante adaptativo de uma embarcação teleoperada |
| Autor(es): | Lima, Pedro Paulo Pinheiro |
| Orientador(es): | Cunha, José Paulo Vilela Soares da |
| Palavras-chave: | Controle por modo deslizante Controle adaptativo Embarcação de Superfície Perturbação |
| Áreas de conhecimento da DGPM: | Engenharia elétrica |
| Data do documento: | 2024 |
| Editor: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) |
| Descrição: | Esta dissertação aplica algoritmos de Controle por Modo Deslizante (Sliding-Mode Control - SMC) Adaptativo numa embarcação teleoperada atuando numa piscina com a presença de distúrbios. O desafio do problema é contornar as incertezas de modelagem, além de estimar as perturbações causadas por ventos, ondas e correntezas, visto que não há a possibilidade de mensurá-las em laboratório. Num dos algoritmos adaptativos utilizados nesta dissertação, foi possível estimar as perturbações presentes no ambiente e usá-las como entrada de uma função de modulação adaptativa a fim de eliminar tais distúrbios. Com o objetivo de se desenvolver o controle da embarcação, inicialmente é abordada a modelagem da dinâmica de embarcações de superfície com três graus de liberdade. Em seguida é tratado o planejamento de trajetórias com o intuito de parametrizar a trajetória a ser percorrida pelo barco. Aplica-se linearização por realimentação com a finalidade de simplificar a dinâmica não-linear do sistema em modelo equivalente linear. São propostos algoritmos de Controle por Modo Deslizante Adaptativo, onde são discutidas suas vantagens e desvantagens. Por fim, avaliações de desempenho são realizadas com auxílio de simulações e verificadas experimentalmente numa pequena embarcação operando numa piscina, com o auxílio de um sistema visual de captura de movimento, atuante como sensor de posição e orientação do barco. Para fins de comparação com os algoritmos de SMC propostos, também são utilizados controladores Proporcional-Derivativo (PD) e Proporcional-Integrativo-Derivativo (PID). |
| Abstract: | This dissertation applies Adaptive Sliding-Mode Control (SMC) algorithms to a teleoperated vessel operating in a pool in the presence of disturbances. It is a challenge to estimate the disturbances caused by winds, waves, and currents, in addition to modeling uncertainties, since there is no possibility of measuring them in the laboratory. The disturbance estimates were also used in one of the adaptive algorithms used in this dissertation. In order to develop the vessel control, first of all, the dynamics of surface vessels with three degrees of freedom are modeled. Then, the trajectory planning is discussed in order to parameterize the trajectory to be followed by the boat. Next, a nonlinear dynamic can be simplified into a linear one by applying feedback linearization. Adaptive Sliding-Mode Control Algorithms are proposed and their advantages and disadvantages are discussed. Performance assessments are carried out with simulations and experimentally verified with the aid of a visual motion capture system, acting as a position and orientation sensor for the boat. Proportional-Derivative (PD) and Proportional-Integrative-Derivative (PID) controllers are also used for comparison with the proposed SMC algorithms. |
| Tipo de Acesso: | Acesso aberto |
| URI: | https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/847530 |
| Tipo: | Dissertação |
| Aparece nas coleções: | Engenharia Naval: Coleção de Dissertações |
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