Descrição Geral
A utilização de drones tem vindo a ser generalizada dada a sua larga gama de aplicações, nomeadamente no domínio civil. Estes são habitualmente utilizados para executar tarefas difíceis, monótonas ou perigosas para o ser humano, como é o caso da monitorização ambiental ou de locais de desastre, da aquisição de imagem com fim multimédia ou da fertilização de campos agrícolas. Por outro lado, podem ser utilizados apenas para fins recreativos.
Este curso tem como propósitos analisar o funcionamento de drones multirotores e das partes que o constituem, saber como desenvolver um simulador para analisar o seu comportamento e projetar soluções para o seu controlo automático.
Objetivos de Aprendizagem
No final do curso, os(as) participantes poderão:
- Perceber o modo de funcionamento de drones multirotores;
- Saber modelar os vários elementos do drone (atuadores, sensores e equações de
movimento);
- Desenvolver um simulador em Scilab/Xcos (ou Matlab/Simulink) para reproduzir e analisar o comportamento do drone;
- Desenvolver soluções lineares para o controlo automático do drone, e implementar e validar as mesmas no simulador desenvolvido.
Público-alvo
Este curso destina-se a estudantes de graduação ou de pós-graduação e a profissionais das áreas de engenharia, computação, entre outras, assim como ao público em geral com interesse neste tema.
Conteúdos
No curso serão abordados os seguintes assuntos relativos a um quadri-rotor:
- Modelação: princípio físico, componentes, representação do sistema em espaço de estados e diagrama de blocos;
- Simulação: implementação do sistema em anel aberto (atuação e equações do movimento) e dos controladores projetados em ambiente de simulação;
- Análise: linearização, subsistemas de atuação e movimento, análise de estabilidade;
- Controlo: estabilização do eixo vertical, angular e em translação, guiamento por pontos de passagem.
Pré-requisitos
Ao nível dos conhecimentos:
Pressupõe-se que o(a) participante tenha conhecimentos acerca de análise de sistemas lineares, incluindo:
- Álgebra matricial;
- Números complexos;
- Equações diferenciais.
Ao nível de utilização de software:
Para realizar o curso é necessário dispor de um computador com acesso à Internet, com a instalação do software Scilab/Xcos (ou Matlab/Simulink).
Organização e duração
O curso terá a duração de 4 semanas e encontra-se organizado em 4 tópicos.
Ao longo do curso serão disponibilizados, em cada semana, vídeos e materiais de apoio de modo a ilustrar os conteúdos abordados. O curso inicia-se com uma introdução ao tema e noções essenciais para a sua realização.
A participação neste curso é a nível individual e, nesse sentido, pretende-se que todos os participantes contribuam nos fóruns de discussão disponíveis para o efeito.
Avaliação e Certificação
Ao longo do curso os participantes têm a possibilidade de verificarem os conhecimentos adquiridos através de resposta a questões de escolha múltipla e exercícios vários.
Os participantes com uma nota final igual ou superior a 60% terão direito a um certificado de participação (sem classificação atribuída).
Tutores
Alexandra Moutinho
Com formação de base em Engenharia Mecânica pelo Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa, fez o seu doutoramento no mesmo Instituto em controlo não-linear de dirigíveis. É professora na Área Científica de Controlo, Automação e Informática Industrial do Departamento de Engenharia Mecânica do Técnico, onde leciona cadeiras como Controlo de Sistemas, Controlo de Voo, Sinais e Sistemas Mecatrónicos, Visão Computacional e Programação por Objetos e Bases de Dados.
É investigadora no Centro de Sistemas Inteligentes do Instituto de Engenharia Mecânica (IDMEC) pertencente ao Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica (LAETA), onde foca a sua investigação em robótica móvel, em particular em soluções de controlo para veículos aéreos, em colaboração com várias empresas.
José Raul Azinheira
Licenciado em Engenharia (1983) e doutorado em Engenharia de Energia (1986) pela École Centrale de Paris. Professor Auxiliar do Departamento de Engenharia Mecânica do Instituto Superior Técnico, na área científica de Automação e Informática Industrial.
É investigador do IDMEC/LAETA, no Centro de Sistemas Inteligentes, onde tem trabalhado em tópicos de robótica aérea, modelação e controlo, nomeadamente num projeto brasileiro de dirigível autónomo para vigilância ambiental na Amazónia ou em projetos em parceria com empresas portuguesas da área dos Veículos Aéreos Não Tripulados tais como a TEKEVER e a UAVISION.
