طراحی کنترل کننده بهبودیافته برای کوادروتور با کنترل مرکز ثقل

در این پژوهش به ارایه یک رهیافت جدید برای بهبود مانور پذیری کوادروتور با استفاده از کنترل مرکز ثقل پرداخته شده است. نتایج این تحقیق حاکی از آن است که روش کنترل مرکز ثقل به جابجایی کوادروتور کمک کرده و قدرت مانور پذیری آن را افزایش می دهد. اگر چه این روش به دلیل افزوده شدن مکانیزم کنترل مرکز ثقل منجر به افزایش وزن، حمل بار بیشتر توسط موتورها و افزایش اندک مصرف باتری می شود، اما با توجه به بهبود عملکرد و مانور پذیری این مسیله قابل جبران است. مکانیزم کنترل مرکز ثقل از 4 عدد مگنت مغناطیسی و یک گوی تشکیل شده است. روش عملکرد این مکانیزم به این صورت است که مگنتهای مغناطیسی در 4 جهت در صفحه X - Y بر روی سازه اصلی کوادروتور نصب می شوند و گوی آهنی دقیقا در وسط این مکانیزم قرار می گیرد. هرگاه که کوادروتور در حال تعادل باشد، گوی در مرکز قرار گرفته و نیاز به جابجایی نیست؛ اما در زمانی که کوادروتور در عملیات مانور باشد، گوی در جهت متناسب با مانور حرکت می نماید. مادامی که یک مگنت فعال باشد، گوی به سمت آن کشیده می شود و در حالت پایان عملیات رها می شود. برگشت گوی به حالت اولیه توسط فنر صورت می گیرد. حرکت گوی در هر جهت منجر به جابجایی مرکز ثقل و اعمال گشتاوری به اندازه طول بازوی جابجایی در وزن گوی بر سازه می شود. نتایج شبیه سازی های صورت گرفته توسط نرم افزار MATLAB برای سه حالت کوادروتور پایه)، کوادروتور با وزنه و چهار عدد مگنت بدون اعمال تغییر در مرکز ثقل و کوادروتور با کنترل مرکز ثقل ارایه و مقایسه شده اند. پایداری و کنترل ارتفاع و وضعیت این وسیله توسط چهار کنترل کننده PID صورت گرفته است. نتایج کسب شده حاکی از بهبود مانور پذیری کوادروتور در حضور مکانیزم کنترل مرکز ثقل است.