مدلسازی ، شبیه سازی دینامیکی و کنترل ربات پرنده چهار ملخه

در این مقاله مدل کامل دینامیکی یک کوادروتور به روش لاگرانژ استخراج و سپس سیستم کنترلیگشتاور محاسبه شده برای آن طراحی، بهینه و شبیه سازی می شود. قدرت مانورپذیری بالا، تنوع درکاربرد ، سادگی ساخت و هزینه تعمیر و نگه داری پایین، لزوم استفاده از این وسیله را مشخص می کند.معادلات دینامیکی ربات، غیر خطی، کوپل شده و به شدت ناپایدار می باشند. بدلیل این ناپایداری ذاتی،اعمال یک کنترلر جهت پایدارسازی وضعیت آن ضروری است. در این مقاله با در نظر گرفتن مدل دقیقبدست آمده، از روش کنترل گشتاور محاسبه شده جهت کنترل وضعیت و موقعیت کوادروتور استفادهشده است. از آنجا که سیستم کم عملگر است، تنها چهار مختصه از مختصات تعمیم یافته را می توانکنترل کرد. کنترلر طراحی شده برای دو حالت کنترل موقعیت ثابت و کنترل مسیر بررسی شده است.نتایج شبیه سازی نشان می دهد سیستم کنترلی طراحی شده عملکرد مناسبی در پایدارسازی و تعقیبمسیر مطلوب مورد نظر دارد. نهایتا سیستم کنترلی بهینه بر اساس مینیمم کردن انتگرال قدر طلق خطابین خروجی سیستم و خروجی مطلوب، با استفاده از الگوریتم ژنتیک طراحی و نتایج سیستم بهینه باسیستم غیر بهینه مقایسه گردیده است.

Keywords:

کوادروتور , پرنده بدون سرنشین , مدلسازی دینامیکی , طراحی کنترلر , بهینه سازی