Software simulador de um determinador de atitude

dataload.collectionmapped02 - Mestrado - Engenharia Elétricapt_BR
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dc.contributor.advisorTosin, Marcelo Carvalho [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorSilva, Luis Carlos de Albuquerquept_BR
dc.contributor.bancaCastaldo, Fernando Cardosopt_BR
dc.contributor.bancaHoto, Robinsonpt_BR
dc.contributor.bancaLopes, Roberto V. L.pt_BR
dc.contributor.bancaFrança, José Alexandre dept_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T13:12:11Z
dc.date.available2024-05-01T13:12:11Z
dc.date.created2008.00pt_BR
dc.date.defesa29.05.2008pt_BR
dc.description.abstractResumo: 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 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-laspt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: This work proposes the development of an attitude determination simulation software based on MEMS sensors The simulated attitude determination system uses the geomagnetic field, the gravitational field and girometers for the attitude calculations This simulator was developed using the C++ programming language and the OpenGL graphical library It simulates the operation of a hardware designed and built with MEMS sensors It also simulates the sensors transfer functions and noise The simulator receives as input the values of the reference sensors, the gains and offsets of each sensor and also the initial temperature The gains, offsets and accelerations imposed to the system can be modified during simulation, reproducing the sensor’s parameters temperature variation effects and also reproducing accelerated movements The concepts of a body orientation, inertial references, Euler angles and quaternions are also presented The body orientation problem is solved using the TRIAD or QUEST algorithms and the union of the reference sensors and girometers information is performed by the introduction of a Kalman filter This software basic operation consists on the sensors electrical signal output simulation under the rotation effects and also under the acceleration vector resultant and the magnetic field vector resultant The software also simulates the analog to digital conversion of these signals and the low pass filtering operation to avoid aliasing Further the software performs calculations to determine the attitude using the TRIAD algorithm and a Kalman filter to “fuse” the attitude information calculated form the girometers and by the TRIAD The simulation results are shown to the user through tridimensional projections of objects that rotate following established rules and following the algorithms under test This simulator will be used as a tool to help develop and test a real attitude determination system In a future this software will be employed during real tests with a rotation table simulating the sensors signals and testing calibration models Finally, conclusions of this work are presented showing its difficulties and also the methods found to solve thempt_BR
dc.description.notesDissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Tecnologia e Urbanismo, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétricapt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/11287
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeMestradopt_BR
dc.relation.coursenameEngenharia Elétricapt_BR
dc.relation.departamentCentro de Tecnologia e Urbanismopt_BR
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétricapt_BR
dc.subjectEngenharia elétricapt_BR
dc.subjectSistemas eletrônicospt_BR
dc.subjectSoftwarept_BR
dc.subjectEngenharia elétricapt_BR
dc.subjectDeterminador de atitudespt_BR
dc.subjectEletric engineeringpt_BR
dc.subjectElectronic systemspt_BR
dc.titleSoftware simulador de um determinador de atitudept_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR

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