Modelagem e desenvolvimento de um sistema de controle de atitude para minifoguetes

Abstract

Equipes de competição universitárias desenvolvem minifoguetes com o objetivo de participar de eventos como a Latin America Space Challenge (LASC) e a Spaceport America Cup (SAC). Para obter um melhor desempenho nessas competições, é essencial otimizar a estabilidade e a precisão do voo. Um dos principais desafios enfrentados é a perda de verticalidade do foguete durante a ascensão, causada por perturbações atmosféricas, como o efeito cata-vento, que compromete a trajetória e reduz o apogeu. Este trabalho propõe a modelagem e implementação de uma simulação não linear de seis graus de liberdade (6DoF) utilizando Matlab/Simulink. O modelo foi validado comparando seus resultados com os gerados pelo OpenRocket, apresentando erros inferiores a 5%, confirmando a precisão da abordagem adotada. Além disso, foi projetado um sistema de controle ativo, baseado em um controlador PID, atuando sobre quatro canards em configuração cruciforme, com o objetivo de mitigar os efeitos do vento. Os resultados indicam que, apesar da simplicidade do controlador, ele foi eficaz na correção da trajetória, resultando em um voo mais vertical e estável. Os achados deste estudo demonstram que sistemas de controle ativo podem melhorar significativamente a estabilidade e precisão do voo, tornando-se uma solução promissora para equipes de competição e pesquisas acadêmicas.