25507

طراحي و كنترل كوادراتور ماژولار

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

1397-1400

1400/06/27

اسماعيل خان ميرزا

مكانيك

اين پايان‌نامه، به ارائه روشي نوين جهت طراحي و كنترل پرنده‌هاي بدون سرنشين چهار موتوره به صورت ماژولار پرداخته است. ربات‌هاي ماژولار در سال‌هاي اخير مورد توجه بسياري از پژوهشگران واقع شده است. سيستم‌هاي ماژولار دسته‌اي از مولتي ربات‌ها هستند، كه در آن يك سيستم به چند زير سيستم با هدف رفع مشكلات شكل ثابت و افزايش دامنه وظايفي كه مي‌توانند انجام دهند، تقسيم مي‌شود. ربات‌هاي مرسوم مي‌توانند با صحت وظايف خاصي را انجام‌دهند ولي با اين حال انعطاف پذير و سازگار نيستند و كاربردي كه به آنها سپرده مي‌شود، به شدت به ساختار فيزيكي آنها همچنين قابليت كنترل آنها بستگي دارد. كاربرد اين سيستم‌هاي ماژولار در ايجاد ساختار و آرايش‌هاي پيچيده با درجه آزادي بسيار براي رفع محدوديت‌هاي ربات‌هاي يكپارچه، منطبق شوندگي، اعمال جمعي و انجام عمليات سطح بالا نظير: نجات، كاوش مسيريابي و ... دسته‌بندي مي‌شود. ازين رو طراحي و كنترل سيستم‌هاي ماژولار با چالش‌هاي بي‌شماري گره‌ خورده است. پرنده‌هاي بدون سرنشين چهارموتوره كاربردهاي روز افزوني در زمينه هاي مختلفي دارند. همچنين اين پرند‌ه‌ها به دليل هزينه ساخت و نگهداري كمتر و ساختار مكانيكي ساده نسبت به ساير پرنده‌ها بيشتر به عنوان مدل قابل توسعه در ادبيات مروري استفاده مي‌شود. يكي از مشكلات اصلي اين پرنده‌ها داشتن سرعت حركت افقي پايين همچنين ناپايداري در برخي از زواياي پروازي است. ما در اين پايان‌نامه، براي اولين بار راهبرد مناسبي جهت طراحي و كنترل پرنده بدون سرنشين چهارموتوره ماژولار به منظور رفع نواقص و بهبود عملكرد از طريق خاصيت ماژولاريتي ارائه گشته است. در اين پژوهش دو پيكربندي صفر درجه و نود درجه مورد بررسي قرار گرفته است. انتخاب نحوه قرارگيري ماژول‌ها بستگي به كاربرد ربات ماژولار دارد. در حالت پرواز ايستا كوادراتور ماژولار صفر درجه و در حالت حركت افقي يكنواخت كوادراتور ماژولار نود درجه عملكرد بهتري از خود نشان دادند. همچنين از مكانيسم ترمز هوايي براي كاهش سرعت حركت افقي يكنواخت در كوادراتور ماژولار نود درجه استفاده شد.

1400/08/24

Design And Control Of Modular Quadrotor

9/18/2022 12:00:00 AM

This dissertation presents a new way to design and control four-engine drones in a modular manner. Modular robots have attracted the attention of many researchers in recent years. Modular systems are a class of multi-robots, in which a system is divided into several subsystems with the aim of solving fixed shape problems and increasing the range of tasks they can perform. Conventional robots can perform certain tasks accurately, but they are not flexible and adaptable, and the application to them depends heavily on their physical structure as well as their controllability. The application of these modular systems in creating complex structures and arrangements with a high degree of freedom to overcome the limitations of integrated robots, compatibility, collective actions and high-level operations such as: rescue, navigation, etc. are categorized. Therefore, designing and controlling modular systems is associated with countless challenges. Four-engine drones have increasing applications in various fields. Also, these vehicles are used as a scalable model in the review literature due to lower construction and maintenance costs and simple mechanical structure than other vehicles. One of the main problems of these vehicles is their low horizontal movement speed as well as instability in some flight angles. In this dissertation, for the first time, we present a suitable strategy for designing and controlling a four-engine modular drone in order to eliminate defects and improve performance through modularity. In this research, two configurations of zero degrees and ninety degrees have been investigated. The choice of placement of the modules depends on the application of the modular robot. The zero-degree modular quadrotor performed better in static flight mode and the ninety-degree modular quadrotor in uniform horizontal motion. Also, the air-brake mechanism was used to reduce the uniform horizontal movement speed in the ninety degree modular quadrotor.

پرنده بدون سرنشين , كوادراتور , ربات‌هاي ماژولار , طراحي ماژول

Uav's , Quadrotor , Modular Robots , Modul Design