PG-EAM - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Aeronáutica e Mecânica
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Dissertação de Mestrado 2018

Estudos sobre sistemas de controle de atitude para a fase suborbital do voo de veículos hipersônicos

Autor

Lucas Galembeck

Orientador

  • Orientador Flávio José Silvestre

Área de Concentração

Projeto Aeronáutico, Estruturas e Sistemas Aeroespaciais

Data de Defesa

06/07/2018

Número da Tese

74630

Resumo

Este trabalho contém uma análise sobre os sistemas de controle de atitude para ensaios ou voos de veículos hipersônicos que podem ser empregados na fase exoatmosférica, ou seja, após a separação do foguete e antes da reentrada atmosférica, para estabilização e reorientação da atitude do veículo. Inicia-se essa dissertação com uma revisão de literatura em que são apresentadas algumas estratégias de controle e todo arcabouço teórico que vai fundamentar o restante do trabalho. Em seguida, é feita a caracterização dos atuadores e sensores, momento em que os atuadores são dimensionados e suas características descritas por completo para implementação na simulação. O texto segue com a formulação do problema, apresentação das limitações e hipóteses simplificadoras. Depois, desenvolve-se o sistema de controle propriamente dito, com uma extensa análise da resposta no domínio da frequência e do tempo para o LQR e o QFC, além da escolha dos ganhos que melhor se adequam aos sistemas. Em seguida, é feita a apresentação dos resultados, simulações e análises decorrentes, com especial atenção para a robustez do sistema de controle através de diversas considerações e uma simulação de Monte Carlo. Por fim, é possível concluir o trabalho com um debate objetivo justificando-se os resultados obtidos e apresentação de propostas de trabalhos futuros.

Palavras-chave

Controle de atitude Veículos hipersônicos Regulador linear quadrático Método de Monte Carlo Engenharia aeronáutica