Detalhes do Curso
Período de Inscrições: 15/04/2024 - 14/03/2025
Data de Início do Curso: 15/04/2024
Data de Fim do Curso: 15/04/2025
Horas de Esforço: 20 horas
Descrição geral
Embarque numa viagem eletrizante no mundo dos drones com o nosso curso "Simulação e Controle de Drones". Mergulhe na mecânica dos multirrotores, desvende os segredos da sua operação e domine a arte de criar modelos de simulação. Em seguida, assuma o controlo projetando sistemas automatizados que comandam estas aeronaves com precisão. Quer seja um engenheiro em formação, um entusiasta da tecnologia ou um empreendedor visionário, este curso irá elevar as suas competências e inflamar a sua paixão pela tecnologia dos drones.
Objetivos de aprendizagem
No final do curso, os(as) participantes poderão:
- Perceber o modo de funcionamento de drones multirotores;
- Saber modelar os vários elementos do drone (atuadores, sensores e equações demovimento);
- Desenvolver um simulador em Scilab/Xcos (ou Matlab/Simulink) para reproduzir e analisar o comportamento do drone;
- Desenvolver soluções lineares para o controlo automático do drone, e implementar e validar as mesmas no simulador desenvolvido.
Público-alvo
Este curso destina-se a estudantes de graduação ou de pós-graduação e a profissionais das áreas de engenharia, computação, entre outras, assim como ao público em geral com interesse neste tema.
Conteúdos
No curso serão abordados os seguintes assuntos relativos a um quadrirrotor:
- Modelação: princípio físico, componentes, representação do sistema em espaço de estados e diagrama de blocos;
- Simulação: implementação do sistema em anel aberto (atuação e equações do movimento) e dos controladores projetados em ambiente de simulação;
- Análise: linearização, subsistemas de atuação e movimento, análise de estabilidade;
- Controlo: estabilização do eixo vertical, angular e em translação, guiamento por pontos de passagem.
Pré-requisitos
Ao nível dos conhecimentos:
Pressupõe-se que o(a) participante tenha conhecimentos acerca de análise de sistemas lineares, incluindo:
- Álgebra matricial;
- Números complexos;
- Equações diferenciais.
Ao nível de utilização de software:
Para realizar o curso é necessário dispor de um computador com acesso à Internet, com a instalação do software Scilab/Xcos (ou Matlab/Simulink).
Organização e duração
O curso funcionará em modo self-paced, encontrando-se organizado em 4 tópicos.
Serão disponibilizados vídeos e materiais de apoio de modo a ilustrar os conteúdos abordados. O curso inicia-se com uma introdução ao tema e noções essenciais para a sua realização.
A participação neste curso é a nível individual e, nesse sentido, pretende-se que todos(as) os(as) participantes contribuam nos fóruns de discussão disponíveis para o efeito.
Avaliação e Certificação
Ao longo do curso os(as) participantes têm a possibilidade de verificarem os conhecimentos adquiridos através de resposta a questões de escolha múltipla e exercícios vários.
Os(As) participantes com uma nota final igual ou superior a 60% terão direito a um certificado de participação (sem classificação atribuída).
Tutores
Alexandra Moutinho
Com formação em Engenharia Mecânica e especialização em Sistemas pelo Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa, fez o seu doutoramento no mesmo Instituto em controlo não-linear de dirigíveis. É professora na Área Científica de Controlo, Automação e Informática Industrial do Departamento de Engenharia Mecânica do Técnico, onde leciona cadeiras como Controlo de Sistemas, Controlo de Voo, Sinais e Sistemas Mecatrónicos, Visão Computacional e Robótica Móvel Avançada.
É investigadora no Centro de Sistemas Inteligentes do Instituto de Engenharia Mecânica (IDMEC) pertencente ao Laboratório Associado de Energia, Transportes e Aeronáutica (LAETA), onde foca a sua investigação em robótica de serviços, em particular em soluções de controlo para veículos aéreos e terrestres e suas aplicações, em colaboração com várias empresas.
José Raul Azinheira
Licenciado em Engenharia (1983) e doutorado em Engenharia de Energia (1986) pela École Centrale de Paris. Professor Auxiliar do Departamento de Engenharia Mecânica do Instituto Superior Técnico, na área científica de Automação e Informática Industrial.
É investigador do IDMEC/LAETA, no Centro de Sistemas Inteligentes, onde tem trabalhado em tópicos de robótica aérea, modelação e controlo, nomeadamente num projeto brasileiro de dirigível autónomo para vigilância ambiental na Amazónia ou em projetos em parceria com empresas portuguesas da área dos Veículos Aéreos Não Tripulados tais como a TEKEVER e a UAVISION.
Course Details
Enrollment Period: 15/04/2024 - 14/03/2025
Course Start Date: 15/04/2024
Course End Date: 15/04/2025
Effort Hours: 20 horas
About this course
Embark on an electrifying journey into the world of drones with our “Simulation and Control of Drones” course. Dive into the mechanics of multirotors, unravel the secrets of their operation, and master the art of crafting simulation models. Then, take control by designing automated systems that command these aircraft with precision. Whether you’re a budding engineer, a tech enthusiast, or a visionary entrepreneur, this course will elevate your skills and ignite your passion for drone technology.
Main goals
At the end of the course, participants will be able to:
- Understand how multirotor drones work;
- Know how to model the various elements of the drone (actuators, sensors, and equations of movement);
- Develop a simulator in Scilab / Xcos (or Matlab / Simulink) to reproduce and analyze the drone's behavior;
- Apply linear solutions in the automatic control of the drone, through its implementation and validation in the developed simulator.
Target audience
This course is aimed at undergraduate or graduate students and professionals in the fields of engineering, computing, among others, as well as the general public with an interest in this topic.
Contents
The course will cover the following subjects related to a quadrotor:
- Modeling: physical principle, components, representation of the system in state space and block diagram;
- Simulation: implementation of the open-loop system (actuation and equations of motion) and the controllers designed in a simulation environment;
- Analysis: linearization, actuation and movement subsystems, stability analysis;
- Control: stabilization of the vertical movement, angular and translational motions, guidance by waypoints.
Prerequisites
In terms of knowledge:
It is assumed that the participant has knowledge about the analysis of linear systems, including:
- Matrix algebra;
- Complex numbers;
- Differential equations.
In terms of software use:
To take the course, it is necessary to have a computer with Internet access, with the installation of the Scilab / Xcos (or Matlab / Simulink) software.
Organization and duration
The course will run in self-paced mode, being organized into 4 topics.
Videos and complementary materials will be available to illustrate the content covered. The course starts with an introduction to the topic and essential notions for its realization.
Participation in this course is at the individual level and, in this sense, it is intended that all participants contribute to the discussion forums available for this purpose.
Assessment and Certification
Throughout the course, participants have the possibility to verify the knowledge acquired solving several exercises.
Participants with a final grade of 60% or more will be entitled to a participation certificate (without classification).
Course Staff
Alexandra Moutinho
With a degree in Mechanical Engineering and a specialization in Systems from Instituto Superior Técnico, University of Lisbon, she did her PhD at the same Institute in nonlinear control of airships. She is a professor in the Scientific Area of Control, Automation and Industrial Informatics at the Department of Mechanical Engineering at Técnico, where she teaches subjects such as Control Systems, Flight Control, Mechatronic Signals and Systems, Computer Vision and Advanced Mobile Robotics.
She is a researcher at the Center for Intelligent Systems of the Institute of Mechanical Engineering (IDMEC) belonging to the Associated Laboratory of Energy, Transport and Aeronautics (LAETA), where she focuses her research on service robotics, in particular on control solutions for air and ground vehicles and their applications, in collaboration with several companies.
José Raul Azinheira
Degree in Engineering (1983) and PhD in Energy Engineering (1986) by École Centrale de Paris. Assistant Professor at the Mechanical Engineering Department of Instituto Superior Técnico, in the scientific area of Control, Automation and Industrial Informatics.
He is a researcher at IDMEC / LAETA, at the Center of Intelligent Systems, where he has worked on topics in aerial robotics, modeling and control, namely in a Brazilian autonomous airship project for environmental surveillance in the Amazon or in projects in the area of Unmanned Aerial Vehicles in partnership with Portuguese companies such as TEKEVER and UAVISION.
