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Projeto e análise de Leis de Controle em Aeronaves é tema de TCC de aluno de Engenharia Elétrica da Uniara

Publicado em: 19/01/2021

O estudante do curso de Engenharia Elétrica da Universidade de Araraquara – Uniara, Cristiano Donizete Escotte, apresentou o estudo “Projeto e Análise de Leis de Controle em Aeronaves: O Problema do Glide Path” como Trabalho de Conclusão de Curso – TCC, orientado pelo professor Francisco Javier Triveño Vargas e supervisionado pela docente Fabiana Florian.

“Antes de discutir sobre Leis de Controle em Aeronaves, é necessário esclarecer que, em aeronaves modernas, são encontrados vários tipos de computadores que hospedam sistemas embarcados dedicados aos diversos tipos de sistemas que as compõem. Um deles é o Computador de Controle de Voo - em inglês, Flight Control Computer - FCC. Portanto, basicamente, as Leis de Controle são algoritmos computacionais cuja principal função é auxiliar a navegação, atuando automaticamente sobre as superfícies de controle da aeronave a partir de parâmetros de controlabilidade e aeronavegabilidade”, contextualiza Escotte.

Ele conta que o estudo foi elaborado como o objetivo de fornecer uma introdução ao ciclo de desenvolvimento de Leis de Controle em Aeronaves. “Foi apresentada a metodologia necessária para modelagem dinâmica da aeronave, por meio de equações de movimento, definição dos sistemas de eixos, entendimento do problema e aplicação de uma solução para ele. O Glide Path, ou rampa descendente, é um sinal de rádio frequência emitido por estações de solo, e é uma das atribuições do Instrument Landing System - ILS, cujos sinais são interceptados por dispositivos – antenas - instalados na aeronave, onde são devidamente tratados por algoritmos, e possibilitam a condução dessa aeronave de forma segura e automática durante a fase de aproximação para pouso”, explica.

Portanto, segundo Escotte, “uma Lei de Controle que age na fase de aproximação para pouso, controlando a posição vertical da aeronave em relação ao Glide Path, deverá atuar na deflexão do profundor - superfície de controle de voo primária, localizada na cauda da aeronave -, de forma a reduzir e/ou eliminar a distância entre a aeronave e o sinal da rampa”. “O ciclo de desenvolvimento proposto nesse artigo traz uma sequência de eventos - ou passos - que se inicia com a modelagem da dinâmica da aeronave – por meio da formação das equações de movimento -, compreensão da geometria e características do sinal de Glide Path, aplicação de um controlador, desenvolvimento da malha do sistema, simulações computacionais – MATLAB - do sistema desenvolvido e análise dos resultados a partir da comparação de parâmetros pré-estabelecidos”, detalha.

Como conclusão, o estudo apontou, segundo o aluno, que “o ciclo de desenvolvimento proposto demonstrou ser eficiente, com resultados satisfatórios, tendo em vista que cumpriu com todos os requisitos de engenharia pré-estabelecidos tanto de qualidade quanto de controle de voo”. “No caso de aeronaves modernas, o voo automático não é mais novidade, porém, a qualidade e a importância desse tipo de desenvolvimento tem impacto direto na segurança e na qualidade de voo. Esse é um desafio diário do engenheiro: a aplicação de conhecimento, de forma a proporcionar produtos/serviços que forneçam conforto, segurança e acesso à tecnologia, além de serem economicamente viáveis”, reflete Escotte, acrescentando que o artigo foi aprovado “em um dos maiores congressos de engenharia do Brasil, o ‘XXIII Congresso Brasileiro de Automática – CBA’, e foi apresentado em 24 de novembro de 2020, data em que foi incluído nos anais desse evento”.

Vargas, que orientou o TCC, menciona que o trabalho é um dos primeiros na área de aeronáutica realizados no curso de Engenharia Elétrica da Uniara. “Abrange vários assuntos, entre eles, modelagem matemática de aeronaves e linearização de modelos. Outro ponto é que, quando os modelos de aeronaves são linearizados, são divididos em dois, um longitudinal e um látero-direcional. O estudo entra no longitudinal e, especificamente, trata da descida da aeronave, quando vai pousar. Na hora do pouso, ela tem o ILS, ou pouso por instrumentos de terra, que conta com duas frequências, sendo uma lateral e uma longitudinal, sendo esta última detectada por um sensor da aeronave, e o que ela precisa fazer é seguir uma rampa determinada por Glide Slope”, explica.

De acordo com o docente, o que o Escotte fez, basicamente, foi um piloto automático que precisa respeitar a rampa de descida da aeronave. “Além disso, ele acrescentou categorias de pouso e análises de estabilidade, como são feitas nas indústrias, e colocou uma estrutura de controle externa e interna, e os ganhos em ambas foram calculados. O trabalho é realmente bem interessante, e foi publicado no ‘III CBA’, um dos congressos mais prestigiados do país”, finaliza.

Informações sobre o curso de Engenharia Elétrica da Uniara podem ser obtidas no endereço www.uniara.com.br ou pelo telefone 0800 55 65 88.

 

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