پایان‌نامه

طراحی ربات پرنده چهار ملخه و کنترلر مناسب برای پایداری آن

چکیده

هدف این پروژه طراحی کنترلر مناسب برای پایداری کوادروتور می باشد. در مدل سازی پرنده از بیان زوایای اویلری استفاده شده و معادلت حرکت با استفاده از روش نیوتن اویلر به دست آمده اند. با در نظر گرفتن نیروی درگ اصطکاکی ناشی از سرعت خطی ربات سعی در واقع گرایانه بودن مدل شده است. در ادامه با کمک گرفتن از تابع معکوس دوران و ژاکوبین سرعت ها سعی در جدا کردن دوازده معادله حالت از هم و خارج کردن ترم های به شدت غیرخطی زوایای اویلر شده است. با استفاده از کنترل کلاسیک و پیش خوران برخی عناصر غیرخطی پرنده به پایداری رسیده است. پس از آن کارایی کنترلر در برخی مانورها از جمله مانور چرخش 360 درجه پرنده مورد ارزیابی قرار گرفته است. از آنجا که تأثیر تمامی ترم ها در طراحی کنترلر مورد بررسی قرار گرفته است انجام این مانور که در آن تمامی ترم های غیرخطی تحت تأثیر قرار می گیرند با موفقیت صورت گرفت. پس از آن با استفاده از روش شناسایی حداقل مربعات خطا حاصل ضرب دو ترم وزن و ضریب تراست در طول پرواز شناسایی می شود تا با رها شدن وزنه از پرنده کنترلر با شرایط جدید وفق پیدا کند. از طرف دیگر پرواز پرنده در شرایط مختلف محیطی که ضریب تراست را تحت تأثیر قرار می دهند ممکن خواهد بود. از طرف دیگر تغییر ملخ و یا تغییر در کارکرد موتور و فرسوده شدن آن تأثیر کمتری بر روی رفتار کنترلی خواهد داشت. از آنجا که مولتی روتورها در اکثر زمان پرواز خود در حالت هاور هستند می توان با بهینه کردن پرواز ربات در حالت هاور به کارکرد بهتر ربات دست یافت از این رو با خطی سازی و طراحی کنترلر بهینه خطی lqr نتایج با قبل مقایسه شد. رفتار این کنترلر در حوالی نقطه هاور بهینه و مورد قبول است ولی برای انجام مانورهای سنگین کارایی خود را از دست می دهد که نتیجه حاکی از برتری فاحش کنترل به روش جداسازی معادلات بود. در آخر مراحل ساخت و آزمایش کنترل کلاسیک آمده است. در این قسمت چالش های پیش رو برای ساخت مولتی روتور مورد بررسی قرار گرفته است.

اساتید راهنما و مشاور

حسین ساداتی

اسناد مشابه

  • پیاده سازی کنترل وضعیت ربات پرنده هشت ملخه در یک ردیابی مسیر خودمختار

    مقالهمهندسی مکانیک مدرسسید جمال الدین حدادی، دانشجو پیام زرافشان، دانشگاه تهران

    ربات پرنده یک وسیله پرنده می باشد که به کمک نیروهای ایرودینامیکی شرایط پروازی را مهیا می سازد. همچنین این وسیله می تواند به عنوان یک ربات خودکار نیز نامیده شود. این ربات یک سیستم زیرفعال می باشد و ذاتا ناپایدار می باشد. پس کنترل این سیستم غیرخطی یک مسئله مورد علاقه تئوری و عملی م

  • پیاده‌سازی کنترل وضعیت ربات پرنده هشت ملخه در یک ردیابی مسیر خودمختار

    مقاله۲۰۱۶مهندسی مکانیک مدرسسید جمال الدین حدادی، پیام زرافشان

    ربات‌پرنده یک وسیله پرنده می‌باشد که به کمک نیروهای ایرودینامیکی شرایط پروازی را مهیا می‌سازد. همچنین این وسیله می‌تواند به عنوان یک ربات خودکار نیز نامیده شود. این ربات یک سیستم زیرفعال می‌باشد و ذاتا ناپایدار می‌باشد. پس کنترل این سیستم غیرخطی یک مسئله مورد علاقه تئوری و عملی م

  • طراحی کنترل کننده فازی برای کنترل وضعیت یک ربات پرنده چهار روتوره

    مقالهمهندسی مکانیکحوری خدایاری، دانشجوی دکتری مهندسی هوافضا، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم تحقیقات، تهران فرشاد پازوکی، استادیار گروه مهندسی هوافضا، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم تحقیقات، تهران علیرضا خدایاری، استادیار گروه مهندسی هوافضا، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم تحقیقات، تهران علیرضا غیاث

    کنترل وضعیت پروازی ربات های پرنده دارای روتور، از جمله مسائلی است که در بهبود عملکرد این دسته از وسائل پرنده نقش مؤثری دارد. از جمله عوامل برهم زننده وضعیت ربات های پرنده روتوری می توان به اغتشاشاتی که در خلال پرواز در زوایای پروازی وسیله پرنده ایجاد می شود اشاره کرد. طی سالیان گ

  • طراحی کنترل کننده فازی برای کنترل وضعیت یک ربات پرنده چهار روتوره

    مقاله۲۰۱۶مهندسی مکانیکحوری خدایاری، فرشاد پازوکی، علیرضا خدایاری، علیرضا غیاث

    کنترل وضعیت پروازی ربات‌های پرندة دارای روتور، از جمله مسائلی است که در بهبود عملکرد این دسته از وسائل پرنده نقش مؤثری دارد. از جمله عوامل برهم‌زنندة وضعیت ربات‌های پرندة روتوری می‌توان به اغتشاشاتی که در خلال پرواز در زوایای پروازی وسیلة پرنده ایجاد می‌شود اشاره کرد. طی سالیان گ

  • طراحی ربات پرنده بر پایة پلتفرم تلفن هوشمند

    مقاله۲۰۲۲فناوری در مهندسی فضاقاسم کاهه، نیما کریمی، مجید حمزه پور، علیرضا قادری

    رشد و استفاده از تلفن‌های همراه هوشمند به موضوعی فراگیر در کشورهای مختلف تبدیل شده است. از سوی دیگر، یکی از فناوری‌های جدید و کاربردی که توانسته علاقمندان زیادی را به خود جلب کند، پهپادهای عمود پرواز غیرنظامی یا همان مولتیروتورها می‌باشد. قابلیت‌های متنوع و بعضاً منحصر بفرد ربات‌

  • طراحی قانون هدایت مقاوم سه‌بعدی ربات پرنده به روش فازی - مد لغزشی

    مقاله۲۰۱۷مهندسي مكانيك شريفابراهیم صادقی، جلال کریمی، سیدحسین ساداتی

    یکی از مهم‌ترین دغدغه‌ها در حوزه‌ی ارتقای سطح خودگردانی ربات‌های پرنده مسئله‌ی طراحی سیستم هدایت ربات‌های پرنده است به نحوی که قادر به انجام مأموریت از پیش تعیین‌شده باشند. از آنجا که مأموریت محوله در شرایط جوی مختلفی می‌تواند تعریف شود، وسیله‌ی پرنده باید بتواند مأموریت خود را ب