پديد آورنده :
محمدي دولت آبادي، علي
عنوان :
مدل سازي و كنترل چهار كوادروتور همكار براي حمل بار آويزان
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
ديناميك، كنترل و ارتعاشات
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
شانزده، ۱۰۵ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مصطفي غيور، محسن اصفهانيان
توصيفگر ها :
پرنده چهارملخ , حمل بار آويزان , كنترل آرايش , كنترل متمركز و غيرمتمركز , اجتناب از موانع , فيلتر كالمن , وقوع عيب
استاد داور :
سعيد بهبهاني، علي لقماني
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/12/06
چكيده فارسي :
چكيده انتقال اجسام توسط روباتها موضوع مهم و رايج در علم روباتيك روز محسوب ميشود روباتهاي زميني قادر به انتقال بارهاي سنگين هستند ولي در محيطهاي ناهموار و صعبالعبور انتقال اجسام توسط روباتهاي زميني با مشكل روبرو ميباشد لذا استفاده از روباتهاي هوايي بهجاي زميني ميتواند مناسب باشد در اين تحقيق تلاش شده است تا از چهار پرنده چهارملخ براي حمل بار با وزن مشخصي استفاده گردد پرندهها در چهار راس يك مربع با فاصله معلوم از هم قرار دارند و بار به وسيلهي طناب به هريك از آنها متصل است معادلات ديناميكي پرندهها به صورت كامل و بدون سادهسازي درنظرگرفته شدهاند براي بيان ارتباط بين بار و پرندهها طنابها به صورت فنر لحاظ گرديده و لذا كشيده و جمع شدن آنها در طول مأموريت در نظرگرفته ميشود كنترل آرايش مجموعه به دو صورت متمركز و غيرمتمركز انجام شده است كه در كنترل متمركز از ساختارمجازي استفاده شده است در كنترل غيرمتمركز هيچ كدام از پرنده ها از اطلاعات ديگران خبر ندارد و براي انجام مأموريت محوله با توجه به موقعيت بار براي خود تصميم ميگيرد عملكرد دو كنترلكننده متمركز و غيرمتمركز در مواجهه با اعمال نيروي خارجي باد به پرندهها نيز بررسي گرديده است اجتناب از برخورد با موانع محيط براي مجموعه در دو محيط شناخته شده و ناشناخته بررسي ميشود براي جلوگيري از برخورد پرندهها با موانع در محيط شناخته شده از الگوريتم تعيين مسير بهينه A استفاده شده و در محيط ناشناخته از الگوريتمي مبتني بر استفاده از حسگرهاي تعيين فاصله بهره برده مي شود براي تخمين سرعتهاي پرندهها و استفاده از آنها در الگوريتم اجتناب از موانع از فيلتر كالمن توسعه يافته استفاده ميگردد جداشدن طناب يكي از پرندهها موضوعي است كه تحت عنوان عيب به مجموعه اعمال ميشود و عملكرد گروه در مواجهه با اين عيب بررسي مي گردد اعمال ضربه خارجي به بار نيز موضوعي است كه در اين تحقيق مطرح ميشود در اين حالت پرندهها بايد با حركت رفت و برگشتي خود اثر ضربه وارده را خنثي كنند و نوسانات بار ناشي از آن را كاهش دهند كلمات كليدي پرنده چهارملخ حمل بار آويزان كنترل آرايش كنترل متمركز و غيرمتمركز اجتناب از موانع فيلتر كالمن وقوع عيب
چكيده انگليسي :
Modeling and Control of Four Cooperative Quadrotors for Carrying a Suspended Load Ali Mohammadi Dolatabadi ali mohammadi94@me iut ac ir Date of Submission 2018 01 14 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language Persian Supervisor Mostafa Ghayour ghayour@cc iut ac ir Mohsen Esfahanian mesf1964@cc iut ac ir Abstract Transfer of objects by robots is a main issue in the robotics nowdays Ground robotsare able to carry heavy loads however in rugged and slippery environments displacementof objects is difficult by ground robots Therefore the use of aerial robots can be suitable In this research the aim is carrying a certain weight load by four quadrotors Quadrotorsare located at four vertices of a square and the load is connected by rope to each of them The equations of motion of the quadrotors are considered completely and withoutsimplification To express the relationship between the load and the quadrotors the ropesare considered as springs thus they are pulled out and retracted during the mission Formation control of the group is done in centralized and decentralized methods In thecentralized method the virtual structure is used and in the decentralized method none ofthe quadrotors knows the information of the others and decides itself to carry out theassigned mission When there are external forces wind the performance of bothcentralized and decentralized controller has also been studied To avoid collision withenvironmental barriers for team of quadrotors is considered in both well known andunknown environments To avoid of quadrotors collision with obstacles in the knownenvironment the optimum A algorithm is used and an algorithm based on the use ofdistance sensing sensors is designed in an unknown environment An extended Kalmanfilter is used to estimate quadrotor s speeds and use them in the obstacle avoidancealgorithm Cutting the rope of one of the quadrotors is applied to the system as a fault andthe performance of the centralized and decentralized controller is checked in this situation Also in this research external impact on the load is applied and in this case the quadrotorsmust eliminate its effect by moving back and forth and reduce load fluctuations Keywords Quadrotor Suspended load transport Formation control Centralized anddecentralized control Obstacle avoidance Kalman filter Fault occurrence
استاد راهنما :
مصطفي غيور، محسن اصفهانيان
استاد داور :
سعيد بهبهاني، علي لقماني
