نام و نام خانوادگی:اسماعیل سنگ تراش
عنوان پایان نامه: طراحی و پیاده سازی کنترل مد لغزشی با استفاده از فیلتر کالمن برای کوادروتور
رشته تحصیلی:مهندسی برق -کنترل
مقطع تحصیلی: کارشناسی ارشد ناپیوسته
استاد راهنما: دکتر مسعود عسکری
چکیده:
کوادروتور یک ربات پرنده عمودپرواز با قابلیت کنترل پذیری و مانورپذیری بالا شناخته می شود. دینامیک به شدت غیرخطی، ناپایدار، چند متغیره و کاملا کوپل شده، آن را به لحاظ اعمال کنترلرهای مختلف، مورد توجه جامعه پژوهشگران قرار داده است. در این پایان نامه به شبیه سازی کوادروتور و کنترل آن به روش مد لغزشی مرتبه اول و روش الگوریتم فراپیچشی پرداخته می شود. روش کنترل مد لغزشی براي سیستم های غیرخطی وچندمتغیره پاسخ مناسبی دارد. مزیت هاي این روش پاسخ سریع، مقاوم بودن در برابر اغتشاشات خارجی، دینامیک های مدل نشده و عدم قطعیت ، سادگی نسبی قانون کنترل، حجم محاسبات نسبتا اندک و سادگی در پیاده سازي است. از همین رو کنترل مد لغزشی را می توان انتخاب مناسبی برای کوادروتور در نظر گرفت. این روش مانند روش-هاي دیگر، نقاط ضعفی دارد که می توان به مهمترین آن یعنی پدیده نوسانات فرکانس بالا (چترینگ) در اطراف صفحه لغزش اشاره کرد. هدف اصلی این پایان نامه، دستیابی به کنترلر سرعت بالا و حذف چترینگ در کنترل مد لغزشی کلاسیک است که با کنترلر فراپیچشی این امر محقق می شود. استراتژی کنترل مد لغزشی مرتبه دوم با الگوریتم فراپیچشی برای کوادروتور پیاده سازی می شود. لازم به ذکر است کنترل مد لغزشی فراپیچشی نسبت به کنترل مد لغزشی کلاسیک از سرعت بالاتری برای حذف چترینگ برخوردار است، همچنین سطوح لغزش و سیگنال های کنترلی را سریع تر همگرا می کند. در ادامه برای حذف کامل چترینگ های جزئی و کوچک از روش تانژانت هیپربولیک برای کنترل فراپیچشی استفاده می شود. از فیلتر کالمن نیز برای تخمین ارتفاع، که تعیین موقعیت قبل و اصلاح موقعیت بعد است، استفاده می شود. معادلات فیلتر کالمن به دو دسته معادلات به روز رسانی زمانی و بروز رسانی اندازه گیری تقسیم می شوند. معادلات به روزرسانی زمانی را می توان به عنوان معادلات پیش بین و معادلات بروزرسانی اندازه گیری را به عنوان معادلات تصحیح کننده در نظر گرفت.
کلیدواژه:کوادروتور، مد لغزشی، فیلتر کالمن، الگوریتم فراپیچشی، چترینگ
تاریخ دفاع: پاییز 1398