21901

21901

طراحي، پياده سازي و كنترل پايدار ربات دوزيست آبي-هوايي

كارشناسي ارشد

كنترل

1398/11/26

دكتر عليرضا محمدشهري

دكتر محمد فرخي

برق

در بسياري از مواقع به وسيله نقليه اي براي كار در دو محيط هوايي و آبي نياز است كه اين امر به وسايل نقليه منحصر به فردي نياز دارد، كه قابليت انجام عمليات در هر دو محيط را داشته باشند. با توجه به چالش هاي انتقال از آب به هوا و هوا به آب، الزامات سيستم پيشرانه و پايداري در زير آب و بسياري مسائل ديگر، دستيابي به وسيله نقليه كاملاً عملياتي كه قادر به انجام عمليات هوايي و حركت در زير آب باشد، يك چالش مهم است. در اين پايان نامه، يك كوادروتور دوزيست آبي-هوايي بدون سرنشين با كنترل شناور فعال كه قادر به پرواز هوايي و همچنين مانور در زيرآب است، ارائه شده است. ربات دوزيست آبي-هوايي از يك مجموعه روتور و ملخ براي مانور هوايي و زيرآبي استفاده مي كند و از يك سيستم تعادلي نيز براي كنترل ميزان شناوري ربات و عمق آن درآب، و همچنين براي انتقال يكپارچه از هوا به آب و آب به هوا بهره مي برد. از الگوريتم كنترلي حلقه بسته براي پايداري و مانور هوايي و حركت بر روي سطح آب استفاده مي شود، در حالي كه از يك الگوريتم كنترلي حلقه باز براي مانوردر زيرآب استفاده مي شود. نتايج تجربي نشان مي دهد كه نمونه اوليه با شش درجه از آزادي در زير آب، پرواز پايدار، قابليت عملكرد در سطح آب و مانور نسبتا خوب در زيرآب كاملاً عملياتي مي باشد.

1399/02/10

Design, implementation and stable control of a Aquatic-Aerial amphibious robot

2/15/2020 12:00:00 AM

In many cases, a vehicle is required to operate in both air and water environments, which requires unique vehicles that can operate in both environments. Given the challenges of moving from water to air and air to water, the requirements of the propulsion system and underwater stability, and many other issues, achieving a fully operational vehicle capable of air operations and underwater movement is an important challenge. In this dissertation, an aquatic-aerial amphibious robot with active buoyancy control that is able to fly as well as maneuver underwater is presented. The aquatic-aerial amphibious robot uses a set of rotors and propellers for aerial and underwater maneuvers, and uses an ballast system to control the robot's buoyancy and depth in the water, as well as to integrate air to water and water to air. The closed loop control algorithm is used for stability and air maneuvering and moving on the water surface, while an open loop control algorithm is used for underwater maneuvers. Experimental results show that the prototype is fully operational with six degrees of underwater freedom, stable flight, water level performance and relatively good maneuverability underwater.