12703

12703

بررسي اثرات متقابل هدايت و كنترل وسايل مستقل زيرآبي در فازهاي ابتدايي و جستجو

كارشناسي ارشد

مكانيك - طراحي كاربردي - مكاترونيك

آبان ماه 1392

آبان ماه 1392

دكتر دوايي مركزي

چكيده در سال¬هاي اخير، وسايل هوشمند زيرآبي به طور فزاينده نقش فراگيري را در تحقيقات و اكتشافات زيرآبي داشته-اند. اين وسايل در بسياري از كاربرد¬هاي نظامي، تجاري و پژوهش¬هاي علمي و نقشه¬برداري مورد استفاده قرار مي-گيرند. يكي از مهم¬ترين اجزا در هوشمندسازي اين وسايل، سيستم هدايت مي¬باشد. اين سيستم با دريافت اطلاعات موقعيت و سرعت وسيله از سيستم ناوبري به پردازش داده¬ها مي¬پردازد و پس از تعيين مسير مطلوب حركت، با استفاده از قوانين هدايت ورودي¬هاي مطلوب كنتر¬ل¬كننده را تعيين كرده و در اختيار اين سيستم قرار مي¬دهد. در اين پايان¬نامه مسير‌هاي مطلوب براي هدايت در فازهاي ابتدايي و مياني حركت وسايل هوشمند زيرآبي بررسي شده و نمونه‌اي از چند الگوريتم حركتي به صورت نرم افزاري طراحي و شبيه‌سازي ‌گرديد. هدايت اين گونه وسايل در مسيرهاي از پيش طراحي شده به دو دسته‌ي كلي تقسيم مي‌شود: (1) مسير مطلوب پيمايش در فاز ابتدايي حركت، (2) مسير مطلوب در فاز مياني يا جستجوي مقصد. مسير انتخابي در فاز اول داراي محدوديت-هايي است كه عبارتند از: عدم برخورد با موانع، رعايت سقف ميزان انرژي مصرفي براي طي كردن مسير و رعايت حداقل شعاع دوراني كه وسيله باتوجه به سرعت خطي و شتاب جانبي¬اش مي¬تواند بپيمايد. در اين گزارش، با استفاده از قابليت شكل¬پذيري منحني¬هاي بزيه و الگوريتم بهينه¬سازي ژنتيك، مسير مناسبي براي فاز ابتدايي حركت طراحي مي‌شود. در فاز مياني، از مسيرهاي متداول براي جستجو به صورت سينوسي در صفحه افقي و يا جستجو در عمق به صورت مارپيچ استوانه¬اي استفاده مي¬شود. براي تعيين فرامين كنترلي قوانين هدايت هندسي و كنترلي بررسي مي¬شوند. در اين بين قانون هدايت ناوبري تناسبي يك قانون قدرتمند و در عين حال از نظر محاسبات رياضي بسيار ساده مي¬باشد. با توجه به توانايي اين قانون در جهت¬دهي وسيله بسمت نقطه هدف مي¬توان با استفاده از اين قانون به انحراف ناچيز در پيمايش مسير دست¬ يافت. در انتها سيستم هدايت با سيستم حلقه بسته¬ي مدل و كنترل¬كننده جديد فازي تطبيقي مود لغزشي تلفيق يافته و نشان داده مي¬شودكه سيستم نهايي در اجراي مانورهاي پيچيده حركتي در حضور اغتشاشات و ديناميك¬هاي مدل نشده بسيار توانمند مي¬باشد. واژه‌هاي كليدي: وسايل نقليه مستقل زير آبي (اي.يو.وي)، هدايت اي.يو.وي، منحني بزيه، الگوريتم ژنتيك، ناوبري تناسبي