ارائه یک ربات خودکار زیرسطحی و طراحی کنترلر مسیر آن به منظور بازرسی بدنه کشتی
چکیده
در این مقاله یک ربات هوشمند زیرسطحی برای بازرسی قسمت آبخور بدنه کشتی ها ارئه شده است. انجام این گونه عملیات تنها با استفاده از رباتی که دارای قابلیت مانور بالا، قابلیت هاورینگ و کنترل پذیری بالا باشد به درستی امکان پذیر بوده و باعث افزایش دقت و سرعت در انجام کار، کاهش هزینه ها و خطر بکارگیری نیروی انسانی می شود. در ربات ارائه شده، تعداد، موقعیت و جهت تراستر ها با توجه به کاربرد مورد نظر بهینه سازی شده است تا بهترین ترکیب، از نظر مصرف انرژی و پیچیدگی کنترلر بدست آید و مانورپذیری مطلوب ربات برای بازرسی تامین شود. از 6 درجه آزادی فقط حرکت در جهت زاویه رول مقید شده است. کنترلر پیشنهادی در این مقاله روی مدل دینامیکی خطی سازی شده طراحی و پیاده سازی شده و سپس، به مدل دینامیکی غیر خطی اعمال و اعتبار سنجی انجام شده است، کنترلر پیشنهادی دارای 3 حلقه می باشد، یک حلقه برای کنترل مسیر در صفحه ی عمودی، دیگری برای کنترل مسیر در صفحه ی افقی می باشد که هر دو در فضای حالت طراحی شده اند و از یک کنترلر pid برای کنترل سرعت رو به جلوی ربات استفاده شده است. میزان مقاوم بودن کنترلر به جریان های آبی که باعث اعمال نیروهای ناگهانی به ربات می شود و همچنین میزان عدم قطعیت ضرایب هیدرودینامیک مورد بررسی قرار گرفت. طراحی کنترلر فیدبک حالت که یکی از روش های کنترل مدرن می باشد به علت مناسب بودن برای سیستم های غیر خطی و قابلیت کنترل سیستم های چند ورودی چند خروجی و همچنین پیاده سازی آسان نسبت به دیگر کنترلر ها از محبوبیت بالایی برخوردار می باشند.