[pt] CINEMÁTICA DE ALTITUDE E TRAJETÓRIA DE UM VEÍCULO PARA EMPREGO DE UNIDADES DE MEDIDA INERCIAL: MODELAGEM E SIMULAÇÃO

[en] HEIGHT KINEMATICS AND PATH OF A VEHICLE FOR INERTIAL MEASUREMENT UNITS WORK: MODELING AND SIMULATION

[pt] FRANCISCO JAYSON EVANGELISTA DE SOUSA

[pt] MOVIMENTO

[pt] TRANSLACAO

[pt] ROTACAO

[pt] UNIDADE DE MEDIDA INERCIAL

[pt] ANGULOS DE EULER

[pt] QUATERNIONS

[pt] VISUAL BASIC

[pt] EXCEL

[pt] SIMULINK

[pt] MATLAB

[en] MOVEMENT

[en] TRANSLATION

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[en] INERTIAL UNIT OF MEASURE

[en] EULER ANGLES

[en] QUATERNIONS

[en] VISUAL BASIC

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[pt] As Unidades de Medida Inercial desempenham atualmente notável valor em nossa sociedade, dado que integram grande parte das tecnologias que realizam processos fundamentais a sociedade moderna, e sua utilização em aeronaves não tripuláveis, os chamados Veiculos Aéreos Não Tripuláveis (VANTs), tem crescido ao decorrer dos anos, de tal maneira que esse mercado atingiu até mesmo consumidores comuns, por meio dos Drones, também são utilizados em motocicletas, e outros dispositivos. Com o crescimento constante desse mercado, e as dificuldades de se analizar e controlar esses mecanismos a fim de se aprimorar e melhorar os sistemas de controle associados a IMU, o presente trabalho se propõe a desenvolver uma abordagem da análise cinemática de um corpo puntiforme que desenvolva trajetórias no espaço tridimensional realizando rotações e translações nos três eixos coordenados utilizando a modelagem através dos Ângulos de Euler, e por conseguintes matrizes de rotação, e Quatérnions. Porém, nesse estudo não são levadas em consideração a análise de influências externas (Dinâmica do corpo) ou de momentos de inércia. O presente trabalho simula, através do software MATLAB (versão R2017a) e utilizando a ferramenta SIMULINK, com base nas Equações envolvendo ângulos de Euler, o comportamento das variáveis cinemáticas atreladas ao movimento, usando o exemplo de um corpo puntiforme percorrendo trajetórias helicoidais nos eixos X, Y e Z. Também é criado um código através da linguagem de programação Visual Basic for Application (VBA) do software Microsoft Excel 2003 para criação de funções e rotinas que possibilitem o uso das principais funções atreladas a Quatérnions para modelagens de rotações.

[en] The Inertial Measurement Unit currently plays a significant role in our society, since it integrates a large part of the technologies that perform fundamental processes in modern society, and its use in unmanned aircraft, the so-called Unmanned Aerial Vehicles (UAV), has grown during the course of of years, in such a way that this market has reached even ordinary consumers, through Drones, also this is used in motobikes and another devices. With the constant growth of this market, and the difficulties of analyzing and controlling these mechanisms in order to improve the control systems associated to IMU, the present work proposes to develop an approach of the kinematic analysis of a body that develops trajectories in the three-dimensional space performing rotations and translations in the three coordinated axes using the Euler Angles modeling, and by means of rotational matrices, and Quaternions. However, in this study, the body sizes has no effect, nor are external influences (body dynamics) or moments of inertia analyzed. This work simulates the behavior of kinematic variables linked to motion through MATLAB software (version R2017a) and using a SIMULINK tool based on the Euler angle equations and the example of a puncture body traversing helical trajectories in the X, Y and Z axes. In this Work, a code is also created through the programming language Visual Basic for Application (VBA) of software Microsoft Excel 2003 to create functions and routines that allow the use of the main functions linked to Quaternions.

MAURO SPERANZA NETO

2019-09-12

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.45350