Controle de atitude e altitude para um veículo aéreo não tripulado do tipo quadrirrotor

A Quadrotor is an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) equipped with four rotors distributed on a simple mechanical "X"form structure. The aim of this work is to build and stabilize a Quadrotor aircraft in the roll, pitch and yaw angles at a certain altitude. The stabilization control approach is based on a transformation in the input variables in order to perform a decoupled control. The proposed strategy is based on breaking the control problem into two hierarchical levels: A lower level, object of this work, maintains the desired altitude an angles of the vehicle while the higher level establishes appropriate references to the lower level, performing the desired movements. A hardware and software architecture was specially developed and implemented for an experimental prototype used to test and validate the proposed control approach

Controle de posição com restrição à orientação de um Veículo Aéreo Não-Tripulado tipo Quadrirrotor

Quadrotors aircraft are composed by four propellers mounted on four engines on a cross or x disposition, and, in this structure, the engines on the same arm spin in the same direction and the other arm in the opposite direction. By rotating each helix generates vertical upward thrust. The control is done by varying the rotational speed of each motor. Among the advantages of this type of vehicle can cite the mechanical simplicity of construction, the high degree of maneuverability and the ability to have vertical takeoffs and landings. The modeling and control of quadrirrotores have been a challenge due to problems such as nonlinearity and coupling between variables. Several strategies have been developed to control this type of vehicle, from the classical control to modern. There are air surveillance applications where a camera is fixed on the vehicle to point forward, where it is desired that the quadrotor moves at a fixed altitude toward the target also pointing forward, which imposes an artificial constraint motion, because it is not desired that it moves laterally, but only forwards or backwards and around its axes . This restriction is similar to the naturally existing on robots powered by wheels with differential drive, which also can not move laterally, due to the friction of the wheels. Therefore, a position control strategy similar to that used in this type of robot could be adapted for aerial robots like quadrotor. This dissertation presents and discusses some strategies for the control of position and orientation of quadrotors found in the literature and proposes a strategy based on dynamic control of mobile robots with differential drive, called the variable reference control. The validity of the proposed strategy is demonstrated through computer simulations

Modelagem e controle de um microveículo aéreo: uma aplicação de estabilidade robusta com a técnica backstepping em uma estrutura hexarrotor

In this Thesis, the development of the dynamic model of multirotor unmanned aerial vehicle with vertical takeoff and landing characteristics, considering input nonlinearities and a full state robust backstepping controller are presented. The dynamic model is expressed using the Newton-Euler laws, aiming to obtain a better mathematical representation of the mechanical system for system analysis and control design, not only when it is hovering, but also when it is taking-off, or landing, or flying to perform a task. The input nonlinearities are the deadzone and saturation, where the gravitational effect and the inherent physical constrains of the rotors are related and addressed. The experimental multirotor aerial vehicle is equipped with an inertial measurement unit and a sonar sensor, which appropriately provides measurements of attitude and altitude. A real-time attitude estimation scheme based on the extended Kalman filter using quaternions was developed. Then, for robustness analysis, sensors were modeled as the ideal value with addition of an unknown bias and unknown white noise. The bounded robust attitude/altitude controller were derived based on globally uniformly practically asymptotically stable for real systems, that remains globally uniformly asymptotically stable if and only if their solutions are globally uniformly bounded, dealing with convergence and stability into a ball of the state space with non-null radius, under some assumptions. The Lyapunov analysis technique was used to prove the stability of the closed-loop system, compute bounds on control gains and guaranteeing desired bounds on attitude dynamics tracking errors in the presence of measurement disturbances. The controller laws were tested in numerical simulations and in an experimental hexarotor, developed at the UFRN Robotics Laboratory

Utilização de veículo aéreo não tripulado de asa fixa no monitoramento e coleta de imagem de animais e ambientes em propriedades rurais

Este trabalho tem por finalidade mostrar a aplicação e a utilização de um aeromodelo elétrico de asa fixa, também conhecido como veículo aéreo não tripulado (VANT), com controle manual ou automático, para coleta de dados e imagens em propriedades rurais, com a premissa de auxiliar os gestores no processo de gestão e tomada de decisão. A metodologia utilizada para a realização das coletas foi feita por meio de voos programados em dias e condições diferentes, para verificação e análise de desempenho do aeromodelo. Os resultados obtidos com os voos foram acima do esperado, gerando excelentes imagens e dados confiáveis. Sendo assim, pôde-se concluir que a utilização de VANTs, em coletas de dados e imagens em propriedades rurais foi satisfatória e auxiliou os gestores no processo de gerenciamento e rotacionamento de animais no pasto, uma vez que as imagens permitiram uma boa visualização e o aeromodelo desenvolvido cumpriu o seu objetivo com bom desempenho e agilidade.

Mapeamento de coletas antigas de acessos de espécies forrageiras nativas do Sul do Brasil.

O trabalho consistiu na análise de cadernetas de coleta de campo antigas da Embrapa Pecuária Sul, compilando os dados de longitude, atitude e altitude de 205 acessos de Bromus auleticus, Paspalum dilatatum, P. notatum, P. pumilum e P. urvillei.

Flutuação populacional e controle da mariposa oriental (Grapholita molesta Busck, 1916) em produção convencional e integrada de pessegueiro

Este trabalho foi realizado nos anos de 2000 e 2001, em um pomar comercial de pessegueiro 'Marli', no município de São Jerônimo, RS, latitude 30º05'52" S, longitude 51º39'08" W e altitude de 46 metros. A população de Grapholita molesta (Busck, 1916) foi monitorada com o objetivo de comparar as técnicas de controle preconizados no sistema de Produção Integrada (PI) e Convencional (PC), bem como seus reflexos nos danos em frutos e plantas de cada sistema. Em ambos os anos, o uso de monitoramento na PI mostrou-se eficiente para diminuir a população a níveis baixos e dentro do limite de três aplicações de inseticidas para o controle do inseto, quando comparado com a PC. Neste tipo de produção, as aplicações foram realizadas a cada 10 dias a partir de outubro, em um total de sete aplicações no primeiro ano e nove no segundo. Com relação aos danos em frutos e ponteiros, o monitoramento na PI permitiu um controle tão eficiente quanto na PC, com a vantagem da diminuição do número de aplicações dos agroquímicos. O monitoramento mostrou-se eficiente na redução do número de aplicações de agroquímicos, com considerável redução nos custos de produção de pêssego e menor impacto sobre o meio ambiente.

Controle da ferrugem do cafeeiro com base no valor de severidade

O presente trabalho teve por objetivo avaliar o controle da ferrugem do cafeeiro (Coffea arabica) baseando-se no valor de severidade, calculado em função das variáveis meteorológicas, molhamento foliar e temperatura média durante o período de molhamento. Foram escolhidas duas lavouras de café da cultivar Catuaí Vermelho, uma com alta carga pendente de frutos (101,5 sacas beneficiadas/ha), com seis anos de idade, localizada no município de Coimbra, a 680 m de altitude, na região da Zona da Mata de Minas Gerais; e a outra, com carga média de frutos (22,4 sacas beneficiadas/ha), com nove anos de idade, localizada no município de Carmo do Paranaíba, a 850 m de altitude, na região do Alto Paranaíba do Estado de Minas Gerais. Em Coimbra, quando o valor de severidade da ferrugem (VSF) foi igual a 30, foram feitas duas pulverizações com fungicida sistêmico, igualando-se as duas aplicações de fungicida sistêmico do calendário. Em Carmo do Paranaíba, o VSF igual a 49 recomendou apenas uma única pulverização; todos os outros tratamentos demandaram duas aplicações de fungicidas sistêmicos. A incidência final de folhas doentes na colheita (11,0%) para todos os tratamentos, não atingiu o nível de dano econômico ao cafeeiro. Não houve diferença na eficiência de controle dos tratamentos baseados no calendário (duas aplicações de fungicidas sistêmicos e quatro aplicações de fungicida cúprico), duas aplicações de fungicida sistêmico baseadas na incidência da doença (10%) e o sistema baseado no VSF. Portanto, o sistema baseado no VSF foi tão eficiente quanto o calendário, para o controle da ferrugem do cafeeiro, porém com economia de uma pulverização, na lavoura com carga média de frutos (Carmo do Paranaíba).

Sistema de supervisão aérea baseado em navegação visual para detecção de anomalias em instalações de petróleo e gás

This work deals with the development of a prototype of a helicopter quadrotor for monitoring applications in oil facilities. Anomaly detection problems can be resolved through monitoringmissions performed by a suitably instrumented quadrotor, i.e. infrared thermosensors should be embedded. The proposed monitoring system aims to reduce accidents as well as to make possible the use of non-destructive techniques for detection and location of leaks caused by corrosion. To this end, the implementation of a prototype, its stabilization and a navigation strategy have been proposed. The control strategy is based on dividing the problem into two control hierarchical levels: the lower level stabilizes the angles and the altitude of the vehicle at the desired values, while the higher one provide appropriate references signals to the lower level in order the quadrotor performs the desired movements. The navigation strategy for helicopter quadrotor is made using information provided by a acquisition image system (monocular camera) embedded onto the helicopter. Considering that the low-level control has been solved, the proposed vision-based navigation technique treats the problem as high level control strategies, such as, relative position control, trajectory generation and trajectory tracking. For the position control we use a control technique for visual servoing based on image features. The trajectory generation is done in a offline step, which is a visual trajectory composed of a sequence of images. For the trajectory tracking problem is proposed a control strategy by continuous servovision, thus enabling a navigation strategy without metric maps. Simulation and experimental results are presented to validate the proposal

Controle de erosão em estradas rurais não pavimentadas, utilizando sistema de terraceamento com gradiente associado a bacias de captação

Pós-graduação em Agronomia (Irrigação e Drenagem) - FCA

Proposta de intervenção para atenuar os fatores de risco que influenciam no controle do diabetes mellitus

O Diabetes Mellitus é uma patologia que constitui um grande problema de saúde mundial devido a sua elevada incidência e prevalência, além das complicações, sendo uma das causas mais frequentes de óbitos e complicações no município. Este estudo objetivou a construção de um plano de ação para a atenuação dos principais fatores de risco que influenciam no controle do Diabetes Mellitus além de aumentar o conhecimento e promover mudança de atitude dos usuários atendidos por profissionais de Saúde da Família em relação às práticas de autocuidado apoiado. Para realização desta investigação e a consecução do objetivo, foi realizado um levantamento com dados de pacientes com a doença no PSF Centro, além da realização duma avaliação clínica dos mesmos. Também foram feitas discussões com a equipe de saúde e moradores da área de abrangência. A metodologia utilizada foi uma revisão narrativa de literatura com coleta de dados na base eletrônica SCIELO. Na elaboração do plano de ação foi executada: descrição da etapa a ser desenvolvida e especificidades da proposta de intervenção relacionada à etapa descrita. O Plano de ação elaborado contém: identificação dos nós críticos, desenho de operações para os nós críticos do problema, identificação de recursos críticos, análises de viabilidade do plano, elaboração do plano operativo. Os resultados indicaram que a educação em saúde na atenção básica, constituiu um instrumento de intervenção importante e que o trabalho sobre os fatores de risco ajudam ao controle da doença e à redução das complicações

Qualidade de vida em epilepsia e percepção de controle de crises

The individual affective-cognitive evaluations are important factors that control the way he feels the disease impact in his life. Then, the perception of seizure control is a more important factor to evaluate Quality of Life (QoL) than the illness characteristics, such as the severity, type, sickening period and seizure frequency. This study searched for the relationship among the subjective variables (perception of seizure control) and the illness characteristics to evaluate QoL. The sample consisted of 60 individuals with chronic epilepsy, aging 18 to 70 (M=37.05; SD=11.25), chosen at randon from the ambulatory of epilepsy - HC/UNICAMP, by the Questionnaire 65. The illness characteristics were not significant, except the seizures frequency, when associated to the impairment in QoL among controlled seizures and seizures with frequency higher than 10 per month (p=0.021). The perception of control was significantly associated to QoL (p=0.005).

Medo, ansiedade e controle relacionados ao tratamento odontológico

The aim of this study was to test fear, anxiety and control related to dental treatment. The subjects were 364 children with ages between 7 and 13 years. Three questionnaires with multiple choice questions were applied in groups of 10 children. The first instrument was the 15-item dental subscale from the Children’s Fear Survey Schedule9. The subjects rated their level of fear on a 5-point scale. The second survey instrument was the 20-item subscale from the State Trait Anxiety Inventory for Children16. This measure was used to capture how anxious the child was, in general. The third instrument was the Child Dental Control Assessment19. It contained 20 items to assess perceived control and 20 items to assess desired control. The results of the survey indicated that dental fear and anxiety were slightly higher for females when compared with male subjects (P < 0.05). Older children (11 to 13 years old) obtained higher fear scores than younger ones (7 to 9 years old). Concerning perceived control, the results indicate that younger children perceive more control than older ones. For desired control, the results indicate that younger children reported higher percentages than older ones. In this study, patients who had undergone anesthesia during treatment revealed higher fear scores when compared with those who had not. Dental fear etiology seems to be related to a procedure that may involve pain or lack of control.

Efeitos de diferentes protocolos de treinamento físico sobre o controle autonômico e cardiorrespiratório em homens de meia-idade

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física

Ciclimo de velocidade : uma proposta de controle da preparação fisica especial

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física

Controle autonomico da frequencia cardiaca de adolescentes em treinamento

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física