كنترل همكارانه كوادروتورها به‌منظور حمل دوبعدي ظرف حاوي سيال

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مكانيك

كارشناسي ارشد

در چند سال اخير پژوهش‌ها و مطالعات گسترده‌اي براي همكاري ربات‌ها با يكديگر صورت گرفته است. اين موضوع در حوزه‌هاي نظامي، امدادي و همچنين هوشمندسازي سامانه¬هاي رباتيكي و مكاترونيكي رشد چشمگيري داشته است. اين پژوهش به موضوع حمل دوبعدي ظرف حاوي سيال توسط چند كوادروتور مي‌پردازد؛ كه هدف آن استفاده از چند عامل (كوادروتور) براي انتقال ظرف حاوي سيال از موقعيتي به موقعيت مطلوب است. اين كار به صورتي مناسب است انجام ¬شود كه هر عامل به ميزان تقريبا يكساني از وزن ظرف را تحمل كند. روند پژوهش به اين صورت مي‌باشد كه ابتدا به مدل‌سازي و استخراج معادلات ظرف حاوي سيال پرداخته مي‌شود. پس از آن صحت‌سنجي معادلات استخراج شده با طراحي چند سناريوي خلاقانه و شهودي از حركت ظرف حاوي سيال تحت تحريك مشخص مورد بررسي قرار مي‌گيرد. سپس با استفاده از رويكرد كنترل متوالي ابتدا براي ظرف حاوي سيال كنترل‌كننده‌اي طراحي مي‌شود و ميزان نيروها و زاويه‌ي عضو‌هاي متصل¬كننده بين كوادروتورها و ظرف حاوي سيال طوري تعيين مي‌شود تا ظرف حاوي سيال با تلاطم كم به نقطه مطلوب طراح برسد. با مشخص شدن مقدار نيرويي هر عضو متصل‌كننده، موقعيت مطلوب كوادروتورها تعيين مي‌شود. در گام بعد بايد براي هر كوادروتور كنترل‌كننده‌اي طراحي شود كه توانايي لازم براي رساندن كوادروتورها به موقعيت مطلوب درخواست شده از طرف ظرف حاوي سيال را داشته باشد. در اين پژوهش، عضو‌هاي متصل‌كننده ظرف حاوي سيال و كوادروتورها به‌صورت فنرهاي در حال كشش در نظر گرفته مي¬شود. براي مقايسه و بهبود عملكرد سيستم (ظرف حاوي سيال، كوادروتورها و كابل¬هاي رابط)، رفتار آن با طراحي سه كنترل‌كننده LQR، فيدبك خطي¬ساز و تطبيقي مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد. نتايج نشان مي¬دهد كه عملكرد هر كنترل‌كننده از كنترل‌كننده قبلي بهتر است. براي كوادروتورها نيز كنترل‌كنندهPID مبتني بر جايدهي قطب‌ با جبران ترم گرانش طراحي مي‌شود.

222569

طراحي كاربردي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان