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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2018.tde-11042018-082532
Document
Author
Full name
José Genário de Oliveira Júnior
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2018
Supervisor
Committee
Garcia, Claudio (President)
Odloak, Darci
Potts, Alain Segundo
Title in English
Model predictive control applied to A 2-DOF helicopter.
Keywords in English
Embedded electronics
Model predictive control
System identification
Abstract in English
This work presents an embedded model predictive control application to a 2-DOF Helicopter Process. The mathematical modeling of the plant is first presented along with an analysis of the linear model. Then, the incremental state-space representations used in the MPC formulation are derived. The MPC technique is then defined, along with how to rewrite the physical constraints into the problem formulation. After that, a discussion on the utilized Quadratic Programming solver is presented along with possible alternatives to it, showing some considerations on which matrices to calculate beforehand for an embedded application. Finally, system identification is performed and the experimental results are presented.
Title in Portuguese
Controle preditivo aplicado a um helicóptero com dois graus de liberdade.
Keywords in Portuguese
Controle preditivo
Eletrônica embarcada
Identificação de sistemas
Abstract in Portuguese
Este trabalho apresenta uma aplicação de controle preditivo embarcado em um helicóptero de bancada com dois graus de liberdade. A modelagem matemática é apresentada, junto com uma análise do modelo linear obtido. São obtidas duas representações de modelos de espaço de estados considerando a entrada incremental, que serão usadas posteriormente para a formulação do controlador. Então, é definida a técnica de controle utilizada, juntamente com a inclusão das restrições físicas da planta na formulação do problema. Após isto, é feita uma discussão sobre qual solver para a programação quadrática utilizar, junto com algumas alternativas ao solver escolhido, bem como algumas considerações sobre a aplicação embarcada. Finalmente, são apresentados os resultados da identificação de sistemas aplicadas ao protótipo, bem como os resultados experimentais obtidos.
 
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Publishing Date
2018-04-11
 
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