Cooperative Load Transportation by Quadrotors
Nome: VINICIUS PACHECO BACHETI
Data de publicação: 30/09/2025
Banca:
Nome |
Papel |
|---|---|
| ALEXANDRE SANTOS BRANDÃO | Coorientador |
| CLAUDIO DARIO ROSALES | Examinador Externo |
| JOSE LEANDRO FELIX SALLES | Examinador Interno |
| LEONARDO JESÚS COLOMBO | Examinador Externo |
| MARIO SARCINELLI FILHO | Presidente |
Páginas
Resumo: Esta tese apresenta um estudo sobre o transporte cooperativo de cargas úteis suspensas por cabos utilizando quadrimotores. A contribuição central é o desenvolvimento de um sistema que fecha a malha de controle na carga, explorando as tensões resultantes nos cabos como entradas para os quadrimotores empregados no transporte, visando fazer com que a carga rastreie uma trajetória. O trabalho começa com um estudo sobre um único drone comercial transportando uma carga, marcando os primeiros passos do autor na modelagem e no controle de sistemas aéreos com cargas suspensas por cabos. Em seguida, é proposta a primeira versão da estrutura de controle baseada na tensão nos cabos para uma equipe de n quadricópteros transportando uma única carga. Essa estrutura suporta reconfiguração dinâmica, permitindo ajustes geométricos da formação e a adição ou remoção de agentes. Simulações e experimentos demonstram a eficácia da abordagem, inclusive durante eventos de reconfiguração. Posteriormente, é introduzido um novo controlador de atitude para os quadrimotores, substituindo aquele utilizado nas versões anteriores da estrutura. São então propostas duas novas iterações da estrutura. A primeira incorpora uma lei de controle adaptativa de modo deslizante, melhorando a resiliência contra dinâmicas não modeladas e perturbações externas, como rajadas de vento. Uma extensa validação experimental mostra que esse controlador robusto adaptativo não apenas supera a estrutura anterior, mas também um controlador PID padrão. A segunda iteração amplia o sistema com um mecanismo baseado em campo potencial, projetado para evitar colisões entre agentes dentro da formação. Essa adição melhora a segurança e demonstra escalabilidade por meio de experimentos com n = 5 agentes. Os resultados revelam que a força de repulsão não apenas evita colisões, mas também melhora o desempenho geral da tarefa de transporte.
