• شماره ركورد
    28082
  • پديد آورنده

    علي ابراهيمي

  • عنوان
    طراحي مسير بهينه براي پرواز گروهي رباتهاي پرنده چهارپره در حضور موانع و اغتشاش خارجي
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي برق كنترل
  • سال تحصيل
    1399
  • تاريخ دفاع
    1401/10/28
  • استاد راهنما
    دكتر محمد فرخي
  • دانشكده
    برق
  • چكيده
    در اين پايان‌نامه، به ارائه روش جديدي براي حركت گروهي ربات‌هاي پرنده چهارپره پرداخته شده است. براي اين منظور، از ايده كنترل دوسطحي استفاده شده است كه در آن، كنترل‌كننده سطح بالا همان الگوريتم حركت گروهي بوده و به‌عنوان طراح مسير مطلوب ربات‌هاي چهارپره عمل مي‌‌كند. رديابي اين مسير مطلوبِ توليد شده، توسط كنترل‌كننده سطح پايين انجام گرفته است. در اين پايان‌نامه، تمركز اصلي در كنترل‌كننده سطح بالا بوده و به همين منظور، الگوريتم حركت گروهيِ جديدي به صورت بدون پيشرو معرفي شده كه در آن براي رسيدن به شبكه‌بندي منظم و حفظ فاصله مطلوب از مانع، از توابع پتانسيل جديدي استفاده شده است. اين توابع پتانسيل با استفاده از منطق فازي توليد شده‌اند و در وضعيت شبكه‌بندي منظم و فاصله مطلوب از مانع، مقدار كمينه دارند. از اين‌رو در سيگنال كنترلي، با استفاده از روش گراديان نزولي سعي در كمينه‌كردن مقدار آن‌ها شده است. در اين پايان‌نامه، براي هر عامل، شعاع ايمني تعريف شده است به طوري‌كه با الگوريتم حركت گروهي پيشنهادي، چهارپره‌ها وارد محدوده ايمني يكديگر نمي‌شوند. براي عدم برخورد با موانع، از ايده عامل‌هاي مجازي با نام بتا بر روي مرز موانع و براي تعقيب مسير مطلوب گروه از عامل مجازي گاما استفاده شده است. با سيگنال كنترلي معرفي شده، پايداري و همگرايي ديناميك ساختاري و انتقالي سيستم، در فضاي با مانع و بدون مانع بررسي شده است. در نهايت عملكرد روش پيشنهادي از طريق شبيه‌سازي حركت گروهي پنج ربات‌ چهارپره تحت شرايط مختلف ارزيابي شده است. نتايج شبيه‌سازي نشان داده است كه روش پيشنهادي منجر به عملكرد بهتر در ايجاد شبكه‌بندي منظم، حفظ فاصله مطلوب از مانع و رعايت شعاع ايمني شده و همچنين مقاومت مناسبي در مقابل اغتشاش خارجي در محيط آزاد و با مانع از خود نشان داده است.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1402/01/18
  • عنوان به انگليسي
    Optimal Path Planning for Flocking of Quad-rotor UAVs with Obstacle Avoidance and External Disturbance
  • تاريخ بهره برداري
    1/18/2024 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    علي ابراهيمي

  • چكيده به لاتين
    In this thesis, a new method for flocking quadcopters is introduced. For this purpose, the idea of two-level control has been used, in which the high-level controller is the same as the flocking algorithm and acts as the optimal path designer of quadcopters. Moreover, tracking of the generated desired path is performed by a low-level controller. In this thesis, the main focus is on the high-level controller. Therefore, a new leaderless flocking algorithm is introduced, where new potential functions are generated using fuzzy logic to achieve proper lattice and maintain the desired distance from the obstacles. The introduced potential functions have a minimum value in the lattice positions. Therefore, the control signal tries to minimize its value by using the gradient-descent method to reach the optimal desired path. In this thesis, a safety radius is defined for each agent such that with the proposed flocking algorithm, the quadcopters do not enter each other's safety region. In order to avoid obstacles, the idea of virtual agents, called beta agents, is used on the border of the obstacles; and to follow the desired path of the group, virtual gamma agent is used. The stability and convergence of structural and transitional dynamics of the system in the proposed method are investigated with and without obstacles. Finally, the proposed method is eva‎luated through simulations of five quadcopters under different conditions. The results show that The proposed method provides better performance in creating a lattice and maintaining obstacle distance and also greater resistance to external disturbances with and without obstacles.
  • كليدواژه هاي فارسي
    ،حركت گروهي، , سيستم هاي چندعاملي , ربات‌هاي پرنده , سيستم فازي , پرهيز از مانع
  • كليدواژه هاي لاتين
    Flocking , multi agent systems , quadcopter , fuzzy , Obstacle avoidance
  • Author
    Ali Ebrahimi
  • SuperVisor
    Mohammad Farrokhi