پديد آورنده :
درخشان، سجاد
عنوان :
كنترل همكارانه كوادروتورها بهمنظور حمل دوبعدي ظرف حاوي سيال
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
(دوازده،98ص،مصور جدول، نمودار)
توصيفگر ها :
كنترل تطبيقي , خطيسازي فيدبك , همكاري رباتها , كنترل متوالي , تنظيم¬كننده مربعي خطي
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/07/04
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/07/04
چكيده فارسي :
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.
چكيده انگليسي :
In the recent few years, extensive researches and studies have been carried out for the cooperation of robots with each other. This issue has been significant growth in military and rescue fields, as well as in the intelligentization of robotic and mechatronic system.
This research addresses the topic of two-dimensional transport of a fluid-containing container using multiple quadcopters. The objective of this study is employment of multiple quadcopters to transfer a fluid-containing container from a position to the desired position. It is appropriate that this task is performed such that each quadcopter bears a nearly equal share of the container weight.
The research procedure is structured as follows: Initially, the modeling and derivation of equations for the fluid-containing container are performed. Subsequently, the validity of the derived equations is assessed through the design of creative and intuitive scenarios depicting the movement of the fluid-containing container under specific stimuli. Employing a cascade control approach, a controller is designed for the fluid-containing container. The forces and angles of the connecting links between the quadcopters and container are determined such that the fluid-containing container reaches the desired point with small slushing. By determining the forces of the connecting links, the desired positions of the quadcopters are derived. Subsequently, the controller of each quadcopter must be designed such that quadcopters can reach their desired positions requested by the fluid-containing container.
In this research, the connecting links between the fluid-containing container and quadcopters are considered as springs under tension with a high stiffness coefficient. In this research, to compare and improve the performance of the system (container, quadcopters and connecting cables), its behavior has been evaluated by designing the three controllers of LQR, feedback linearization and adaptive. Results show that each controller get better performance than its previous controller. For quadcopters, PID controller with gravity compensation is designed based on pole placement.
استاد راهنما :
سعيد بهبهاني
استاد مشاور :
مهدي كشميري
استاد داور :
مصطفي غيور , مهدي سلماني تهراني