Quadricóptero com auto estabilização e controlo remoto

Abstract

O trabalho apresentado nesta Dissertação, descreve o estudo, projeto e implementação de uma aeronave de voo vertical vulgarmente denominada de quadricóptero. Em particular, a dissertação apresenta os aspetos inerentes à sua construção, desde a da plataforma mecânica, transmissão de dados por radiofrequência entre utilizador e plataforma voadora, circuitos de comando propulsor, assim como a sua dinâmica e controlo de voo, fundamentais para obter um voo estável e robusto. Os materiais foram encolhidos criteriosamente de forma a obter um peso final o mais baixo possível e ao mesmo tempo uma elevada resistência a forças mecânicas. Tratando-se de uma aeronave, este é um dos fatores mais relevantes para todo o processo construtivo. Utilizou-se uma estrutura de plástico e fibra de vidro para alojar os seus constituintes, entre eles, motores, placa de controlo, módulo de sensores, bateria, módulo de rádio, variadores de velocidade e cabos elétricos de ligação. O trabalho apresentado descreve as fases de desenvolvimento de projeto, quer ao nível do hardware necessário para interligação e controlo de todos os componentes, assim como o software de gestão e controlo da plataforma e do comando rádio. Estudou-se o comportamento e a dinâmica da aeronave. Os sinais necessários para a sua estabilização foram obtidos através de acelerómetro e giroscópio digital. Para a estabilização de voo aplicaram-se técnicas de controlo digital baseado em controladores PID discretos, usando microcontrolador DSPIC da Microchip. A sintonia dos controladores PID foi feita recorrendo ao método de Ziegler Nichols também conhecido por método da sensibilidade limite. Após a conclusão das várias etapas do projeto, obteve-se uma aeronave com capacidade de voar, bastante estável e de fácil pilotagem, com a possibilidade de ser usada nos diferentes cenários de aplicação para este tipo de veículos.