مدلسازی و کنترل ترکیبی یک سیستم کوادروتور همکار جهت حمل مشترک یک جسم

یکی از کاربردهای بسیار مهم سیستم های پرنده حمل اجسام به صورت مشترک توسط مجموعه ای از کوادروتورها می باشد. در این راستا در پایان نامه حاضر مدلسازی و کنترل یک سیستم رباتیک همکار شامل چهار کوادروتور در نظر گرفته شده است. ضمن انکه کاربرد ان در زمینه جابه جایی اجسام به صورت متصل به بدنه مورد توجه قرار می گیرد. بدین منظور ابتدا معادلات دینامیکی و سینماتیکی سیستم بر اساس روش نیوتن -اویلر استخراج گردیده و صحه گذاری می شود. سپس به بررسی اثرات ایرودینامیکی وارد بر سیستم کوادروتور پرداخته و مدل دینامیکی سیستم با در نظرگرفتن اثرات فوق استخراج می گردد.در مرحله بعد با نوشتن معادلات دینامیکی سیستم به فرم معادلات فضای حالت، از یک فیلتر کالمن پیوسته توسعه جهت تخمین بهینه حالت های سیستم بهره گرفته می شود. در بخش طراحی کنترل کننده ابتدا به بررسی پژوهش های انجام شده تا به اکنون پرداخته می شود. بر اساس تحقیقات انجام شده یکی از مشکلات در طراحی کنترل کننده برای اینگونه سیستم ها کمتر بودن تعداد عملگرها در مقایسه با درجات ازادی سیستم می باشد که می تواند سیستم به راحتی در معرض ناپایداری قرار دهد. از طرف دیگر به علت وجود اغتشاشات و نامعینی های موجود در سیستم روش های کنترل معمول در این سیستم ها قابل به کارگیری نمی باشد.لذا در پایان نامه حاضر الگوریتم های کنترلی هیبرید غیرخطی مقاوم شامل کنترل کننده مد لغزشی، کنترل کننده پسگام بازگشتی و در مرحله بالاتر از ان کنترل کننده مد لغزشی مقاوم و بهینه مبتنی بر معادلات ریکاتی وابسته به حالت بر اساس تخمینگر فیلتر کالمن برای کنترل کردن تمامی درجات ازادی ربات طراحی می گردد و پایداری انها با استفاده از نظریه لیاپانوف تضمین می گردد. در ادامه با معرفی ساختار گریپر جهت جابه جایی جسم، یک الگوریتم کنترلی غیرمتمرکز بر اساس دو روش کنترل کننده مد لغزشی و کنترل کننده مد لغزشی مقاوم و بهینه مبتنی بر معادلات ریکاتی وابسته به حالت برای یک سیستم همکار که یک جسم مشترک را حمل می کنند ارائه شده است.سرانجام با انجام شبیه سازی در محیط نرم افزار matlab به تحلیل اثر پارامترهای کنترل کننده ها در عملکرد سیستم پرداخته شده است.