dc.creator | Sacco, Renan Rathis | |
dc.date.accessioned | 2023-05-16T11:48:45Z | |
dc.date.available | 2023-05-16T11:48:45Z | |
dc.date.issued | 2023-02-15 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/29093 | |
dc.description.abstract | This work presents the design and implementation of a steering autopilot for agricultural
vehicles. Controllers are presented for the alignment and operation steps, which aims to
take the vehicle to the path and keep it on it with the least possible error, respectively. Operation
step controller is based on linear quadratic regulator (LQR) with output feedback,
while the alignment controller uses the lookahead algorithm as the outer loop and a Linear
Quadratic Tracker (LQT) with output feedback as an inner loop. Both LQR and LQT controllers
use gain scheduling to ensure good performance at different operating speeds. Simulation
results of the controllers with an analytical model of the vehicle are presented, which
illustrate the expected results for the closed-loop system. For experimental validation of the
controllers, a Massey Fergusson 6713 tractor was equipped with a GNSS receiver (Global
Navigation Satellite System) with RTK correction (Real Time Kinematic), inertial sensors,
an electric motor coupled to the steering and a microcontroller. The developed controllers
were then implemented and experimentally tested, and the obtained results were compared
to the simulation results. In experimental tests, a lateral error with a standard deviation of
2.67 cm was obtained for the operating stage and the system performance was similar for
speeds between 4.3 km/h and 8.4 km/h. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Piloto automático de direção | por |
dc.subject | Regulador linear quadrático | por |
dc.subject | Rastreador linear quadrático | por |
dc.subject | Algoritmo lookahead | por |
dc.subject | Steering autopilot | eng |
dc.subject | Linear quadratic regulator | eng |
dc.subject | Linear quadratic tracker | eng |
dc.subject | Lookahead algorithm | eng |
dc.title | Projeto de controle e implementação de piloto automático para veículos agrícolas | por |
dc.title.alternative | Autopilot control and implementation project for agricultural vehicles | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | Este trabalho trata do projeto e implementação de um piloto automático de direção para
veículos agrícolas. São apresentados controladores para as etapas de alinhamento e de
operação, que tem por objetivo levar o veículo até a trajetória e mantê-lo nela com o menor
erro possível, respectivamente. O controlador da etapa de operação é baseado no regulador
linear quadrático (LQR - Linear Quadratic Regulator) com realimentação das saídas,
enquanto o controlador de alinhamento utiliza o algoritmo lookahead como malha externa
e um rastreador linear quadrático (LQT - Linear Quadratic Tracker ) com realimentação das
saídas como malha interna. Ambos os controladores LQR e LQT utilizam mapa de ganhos
para garantir boa performance em diferentes velocidades de operação. São apresentados
resultados de simulação dos controladores projetados com um modelo analítico do veículo,
que ilustram os resultados esperados para o sistema em malha fechada. Para validação
experimental dos controladores, um trator Massey Fergusson 6713 foi equipado com receptor
GNSS (Global Navigation Sattelite System) com correção RTK (Real Time Kinematic),
sensores inerciais, um motor elétrico acoplado à direção e um microcontrolador. Os
controladores desenvolvidos foram então implementados e testados experimentalmente,
e os resultados obtidos foram comparados aos resultados de simulação. Em ensaios experimentais,
obteve-se um erro lateral com desvio padrão de 2, 67 cm para a etapa de
operação e o desempenho do sistema se mostrou semelhante para velocidades entre 4, 3
km/h a 8, 4 km/h. | por |
dc.contributor.advisor1 | Bisogno, Fábio Ecke | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6267716868501584 | por |
dc.contributor.referee1 | Silva, André Luis da | |
dc.contributor.referee2 | Paglione, Pedro | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/6964053135660442 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Elétrica | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |