Software Simulador De Um Seterminador De Atitude – Luis Carlos De Albuquerque Silva

Software Simulador De Um Seterminador De Atitude – Luis Carlos De Albuquerque Silva
Acessar

Resumo:

Este trabalho propõe o desenvolvimento de um software para simulação de um determinador de atitude baseado em sensores microfabricados. O determinador, objeto de estudos, utiliza o campo geomagnético, o campo gravitacional e girômetros para o cálculo da atitude. Este simulador foi desenvolvido utilizando linguagem de programação C++ e a biblioteca gráfica OpenGL. Ele simula o funcionamento de um hardware projetado com os sensores microfabricados, bem como suas funções de transferências e ruídos. O simulador recebe como parâmetros de entrada os valores dos sensores de referência, além dos ganhos e offsets de cada um dos sensores e a temperatura inicial. Os ganhos, offsets e acelerações impostas ao sistema podem ser modificados durante as simulações, reproduzindo efeitos de variações dos parâmetros dos sensores com a temperatura e movimentos acelerados. Os conceitos de orientação de corpos, referenciais inerciais, ângulos de Euler, quatérnions também são apresentados. O problema da orientação de corpos é resolvido com a utilização do algoritmo TRIAD ou QUEST e a união das informações dos sensores de referências e giros é contornada através da introdução do Filtro de Kalman. O funcionamento básico deste software consiste da simulação dos sinais elétricos dos sensores sob o efeito de rotações e vetores resultantes de aceleração e campo magnético também simulados. O software também simula a conversão analógico-digital destes sinais, realiza sobre os mesmos uma filtragem passa-baixa tipo média-móvel, para evitar aliasing. Posteriormente são realizados cálculos para a determinação da atitude utilizando-se do algoritmo TRIAD e de um Filtro de Kalman para “fundir” as informações da atitude calculadas a partir dos giros e pelo TRIAD. Os resultados da simulação são apresentados ao usuário através de projeções 5 tridimensionais de objetos que rotacionam segundo regras estabelecidas e segundo os algoritmos em teste. Este simulador será utilizado como ferramenta para o desenvolvimento e testes de um determinador de atitude real. Futuramente este software poderá ser empregado em testes reais em mesa de rotação simulando sinais de sensores e testando modelos de calibração. Por último, são apresentadas as conclusões sobre todo o trabalho, mostrando as dificuldades encontradas, bem como os meios utilizados para resolvê-las.

Detalhes:

  • Categoria: Teses e dissertações
  • Instituição: UEL/ENGENHARIA ELETRICA
  • Área de Conhecimento: ENGENHARIA ELÉTRICA
  • Nível: Mestrado
  • Ano da Tese: 2008
  • Tamanho: 2.29 MB
  • Fonte: Portal Domínio Público

Faça download do ebook em PDF: