Controle Latero-Direcional de uma Aeronave Utilizando Técnicas de Controle Avançado

Abstract

O trabalho em questão apresenta uma comparação entre duas técnicas de controle avançado que visam controlar os movimentos de rolamento e guinada de uma aeronave. Embora apresentem suas peculiaridades, ambas estratégias seguem uma metodologia de projeto bem definida: modelagem do processo, identificação de requisitos, definição da estrutura de controle, cálculo dos controladores e análise tanto de robustez quanto de performance do sistema. A primeira técnica, amplamente difundida na indústria aeronáutica, emprega uma variação do Regulador Linear Quadrático (LQR) com ajuste de Zeros de Transmissão para o cálculo dos ganhos de realimentação, enquanto a outra utiliza o Controle Preditivo Baseado em Modelo. Tomando por base um avião da classe executiva, realiza-se o contraste em diversos pontos de operação, utilizando sempre a abordagem no domínio linear. Por fim, os resultados são discutidos com base em critérios das melhores práticas do setor aeronáutico e em quesitos referentes à implementação de cada estratégia retratada.

This works presents a comparison between two advanced control techniques that aim to control the movements of Roll and Yaw of an aircraft. Although they present their peculiarities, both strategies follow a well-defined design methodology: process modeling, requirements specification, definition of control law structure, controllers synthesis and analysis of robustness and performance. The first technique, widely used in the aeronautics industry, employs a variation of the Linear-Quadratic Regulator (LQR) with Transmission Zeros adjustment for the feedback gains calculation, while the other uses the Model Predictive Control. Based on an business aircraft, the comparison is performed at several operation points, always using the linear domain approach. Finally, the results are discussed based on best practices criteria of the aeronautical sector and in questions related to the implementation of each strategy.