Plataforma Software-in-The-Loop em Python para validação de algoritmos de controle de UAVs
Data
2024-09-17
Autores
Lopes, Gustavo de Lima 
Orientadores
Santos, Sérgio Ronaldo Barros dos
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Título da Revista
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Resumo
Este trabalho explora o desenvolvimento de uma plataforma de Software-In-The-Loop (SIL) para testes e validação de sistemas de controle de voo de veículos aéreos não tripulados (UAV — Unmanned Aerial Vehicle). O objetivo da técnica SIL é tornar a implementação e verificação de sistemas de controle mais eficiente, barata, escalável e confiável. O aumento da complexidade dos sistemas de controle é evidente em diversas áreas, abrangendo diversas indústrias com processos cada vez mais aprimorados, como a distribuição de energia, que emprega sistemas complexos, bem como no desenvolvimento de veículos, aeronaves e drones para enfrentar desafios relacionados à exploração de terrenos, pulverização e inúmeras aplicações agrícolas. Dessa forma, a existência de plataformas dedicadas a testes e validação de sistemas de controle desempenha um papel crucial pois oferece um ambiente ideal para avaliar o desempenho e a eficácia dos controladores, permitindo identificar e corrigir falhas ou aprimorar o funcionamento desses sistemas antes mesmo da implementação física. Neste trabalho, é proposto o desenvolvimento de uma plataforma SIL em Python que forneça uma solução altamente customizável para a implementação de algoritmos de controle autônomo. Para a simulação do voo foi utilizada a aeronave Cessna Skyhawk do software de simulação de voos realista X-Plane, junto ao seu plugin X-Plane Connect, que pode ser utilizado para a recepção e transmissão de dados do Python para o X-Plane. Uma interface gráfica do usuário (GUI) foi desenvolvida para auxiliar no monitoramento e customização do controlador implementado. Os resultados obtidos indicam que a plataforma desenvolvida pode ser utilizada para testes e validação dos algoritmos de controle de atitude, altitude, guiagem e velocidade da aeronave no X-Plane.