مدل سازی دینامیکی کوادروتور و بررسی عملکرد الگوریتم های فرا ابتکاری بر بهینه سازی ضرایب کنترل کننده PID در کنترل زوایا و تعقیب مسیر

در این پژوهش ابتدا به معرفی تاریخچه پرنده های عمود پرواز و کوادروتور می پردازد. سپس سینماتیک و دینامیک کوادروتور توسط روش نیوتن اویلر ارایه می گردد. در ادامه با طراحی کنترل کننده PID، سعی در بهینه سازی ضرایب PID توسط الگوریتم های ملهم از طبیعت شامل، ازدحام ذرات (PSO) ، ژنتیک (GA) و حشرات شب تاب((FA می نماید. سیستم دینامیک و کنترل کننده و روش های بهینه سازی ضرایب کنترل کننده PID فوق الذکر در نرم افزار متلب پیاده سازی میگردد. از بین روش های بهینه سازی مذکور با توجه به معیار های مقایسه، بهترین الگوریتم انتخاب و با اعمال مسیر های پر چالش وضعیت پایداری و تعقیب مسیرکنترل کننده درشبیه سازی مورد ارزیابی قرار میگیرد. سپس به ساخت کوادروتور بطور عملی پرداخته می شود. در ادامه به پیاده سازی نتایج حاصل از کنترل کننده PID-PSO بروی ربات واقعی پرداخته شده و وضعیت پایداری آن مورد بررسی قرار می گیرد. سپس با اعمال مسیرهای مرجع پر چالش به کوادروتور عملکرد کنترل کننده در پایداری و تعقیب مسیر در عمل نیز ارزیابی میگردد.

Keywords:

کوادروتور , کنترل کننده PID , الگوریتم های بهینه سازی , الگوریتم ازدحام ذرات , الگوریتم ژنتیک , الگوریتم حشرات شب تاب