Controle de atitude em quatérnions para quadrotores

Abstract

Os números hipercomplexos conhecidos como quatérnions são uma das diversas parametrizações capazes de descrever a atitude de quadrotores. O presente trabalho busca implementar um controlador de atitude para quadrotores, utilizando os quatérnions com o objetivo de evidenciar a inexistência de singularidades nessa abordagem quando comparada a que utiliza ângulos de Euler. Com esse intuito, foi realizada uma fase de revisão bibliográfica para melhor compreensão da dinâmica dos quadrotores, em seguida, escolheu-se a modelagem do quadrotor a ser utilizada, na qual optou-se por utilizar uma plataforma já estabelecida a fim de minimizar possíveis erros advindos de uma modelagem inadequada. Após isso, definiu-se o controlador dentre algumas das abordagens apresentadas na literatura e sua implementação foi realizada utilizando software MATLAB e sua ferramenta Simulink. Por fim, realizou-se um teste que evidenciou a capacidade da parametrização em quatérnion de atuar em distintos pontos de operação enquanto a abordagem em Euler sofre degradação ao se afastar do voo nivelado.