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ORCID:  http://orcid.org/0000-0001-9715-8004
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Modelagem dinâmica e controle de aeronaves multirrotoras com configuração Tilt Rotor para transporte de líquidos
Alternate title (s): Dynamic modelling and control using multirotors UAV with tilt configuration for liquid cargo transport
Author: Tarifa, Ivan Oliveira
First Advisor: Finzi Neto, Roberto Mendes
First member of the Committee: Oliveira, Neusa Maria Franco
Second member of the Committee: Souza, Francisco José de
Summary: O uso de aeronaves para aplicação de pesticidas está se tornando cada vez mais comum nos dias atuais, principalmente os multirrotores, em razão de sua precisão e versatilidade. A aplicação de defensı́vel agrı́cola pode ser representada por uma massa lı́quida que compõe grande parte do peso da aeronave, ocasionando uma variação do centro de massa durante o voo, assim como o efeito de sloshing . Estruturas poderem ser inseridas no recipiente para mitigar esses efeitos, no entanto, um controle robusto permite tanto a economia de espaço quanto a diminuição de custo. Assim, um dos objetivos deste trabalho foi o desenvolvimento de um modelo unificado de simulação de transporte de lı́quido em conjunto com a dinâmica de uma aeronave multirrotor através de códigos abertos de fácil uso, para possibilitar o desenvolvimento e testes de diferentes leis de controle. Além disso, utilizou-se tilts na aeronave multirrotor para investigar o seu efeito no transporte de carga lı́quida, juntamente com a influência do sloshing na dinâmica de voo da aeronave pela interação fluı́do estrutura. Este trabalho possui dois experimentos de simulação, sendo um, a comparação com resultados experimentais para uma caixa com fluı́do submetida a acelerações externas e o outro a comparação de controle da aeronave com e sem a caixa de fluı́do. No primeiro, foi observado que apesar de algumas simplificações feitas no modelo, os valores de pressão na parede se assemelham aos existentes experimentais. Para o segundo, foi realizado um experimento com entrada step, e nele foi possı́vel observar a influência do sloshing , na dinâmica de vôo da aeronave.
Abstract: The use of aircraft for pesticide application is becoming increasingly common nowadays, especi- ally with multirotors, due to their precision and versatility. The application of defensibles can be represented by a liquid mass that makes up a large part of the aircraft weight, making the center of mass change during flight, as well as creating the sloshing effect. Structures can be inserted into the container to mitigate these effects. However, robust controls can save space and money. Thus, one of the objectives of this work was the development of a unified model of simulation of liquid transport together with the dynamics of a multirotor aircraft through easy-to-use open codes, to enable the development and testing of different control laws. In addition, tilts were used in the multirotor aircraft to investigate their effect on liquid cargo transport, along with the influence of sloshing on the aircraft’s flight dynamics by fluid-structure interaction. This work has two simulation experiments: one being a comparison with experimental results for a box with fluid subjected to external accelerations and the other a comparison of aircraft control with and without the fluid box. In the first one, it was observed that despite some simplifications made in the model, the pressure values on the wall had similar behaviour to the existing experimental ones. For the second, an experiment with step input was carried out, and it was possible to observe the influence of sloshing on the aircraft’s flight dynamics as well as the tilts.
Keywords: Multirotor
FLIP
Fluido dinâmica
Tilt
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Subject: Engenharia Mecânica
Aeronaves
Pesticidas
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: TARIFA, Ivan Oliveira. Modelagem Dinâmica e Controle de Aeronaves Multirrotoras com Con- figuração Tilt Rotor para transporte de lı́quidos. 2022. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.432
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.432
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/36193
Date of defense: 31-Aug-2022
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