تحقیق طراحی و شبیه سازی ربات پرنده
تحقیق طراحی و شبیه سازی ربات پرنده
توضیحات:
پایان نامه رشته کامپیوتر (نرم افزار) با موضوع طراحی و شبیه سازی ربات پرنده، در قالب فایل word و در حجم ۷۹ صفحه.
بخشی از متن:
طی ده سال گذشته، وسایل نقلیه هوابرد کوچک (MAV) بسیار مورد توجه واقع شده‌اند. پیشرفت‌های صورت گرفته اخیر در پردازشرگرهای کم‌توان، سنسورهای کوچک و تئوری کنترل در کوچک‌سازی و زمینه‌های کاربردی آن، افق‌های تازه‌ای را گشوده است. ربات‌های پرنده کوچک (MFR) در محیط‌های پیچیده ، مزایای ویژه‌ای را نشان می‌دهند و بیشتر به لحاظ کاوش‌های هوایی مورد توجه قرار می‌گیرند. از جمله موارد کاربرد قابل توجه MFR عملیات تجسس و نجات پس از حوادث از قبیل زلزله، انفجار و مواردی از این قبیل می‌باشد.
ربات های پرنده معمولا دارای چهار عدد موتور که به صورت ضربدر بسته می شوند تشکیل شده اند که هر دو موتور که از نظر قطری باهم روبه رو می شوند و هم جهت اند دلیل آن هم این است که ربات تعادل داشته باشد که به دور خود نچرخد …
در این پایان نامه به معرفی ربات پرنده، اجزای تشکیل دهنده ربات، معرفی پدیده های دینامیکی تاثیرگذار بر روی آن پرداخته می شود . همچنین به توضیح فرمول های دینامیکی ربات و شبیه سازی آن در نرم افزار MATLAB بااستفاده از فرمول ها و نتیجه گیری و تحلیل نمودارها پرداخته می شود .
فهرست مطالب:
مقدمه
جدول p) -1 (: ساختاربندی‌های متداول UAV-MAV
جدول p) -2 (: مقایسه مفاهیم VTOL(1 = بد و۴ = خیلی خوب)
فصل اول- آشنایی با ربات پرنده
آشنایی با ربات پرنده
۱.آنالوگ
۲.دیجیتال
اساس کار جایروها
speed controller
Brashls engine motor
فصل دوم- آشنایی با موتورهای براشلس
موتورهای برس دار(معمولی) در مقایسه با موتورهای بدون برس (براشلس)
قسمت متحرک یا آرمیچر
قسمت ثابت
برسها
معایب این موتورها عبارتند از
موتورهای براشلس چگونه کار میکنند؟
مزایای موتورهای براشلس
Inrunner در مقایسه با Outrunner
مقایسه این دو نوع موتور:
آشنائی با مشخصات این موتورها
ثابت ولتاژ
ثابت گشتاور
جریان بدون بار
مقاومت ترمینال
جریان و توان
مشخصات فیزیکی موتور های براشلس
مشخصات الکتریکی
فصل سوم- مبانی طراحی ربات‌های عمود پرواز
مبانی طراحی ربات های عمود پرواز
ویژگی های مهم کوآدروتور
فصل چهارم- طراحی و شبیه‌سازی ربات پرنده
مدلسازی برای شبیه‌سازی
نیروهای آئرودینامیک و گشتاور
نیروی فشار محوری (پیشرانه)
نیروی Hub (قطبی)
گشتاور کشیدن
گشتاور غلطش
اثر زمین
گشتاور نیروها
گشتاور غلطشی
گشتاور گام (Pitch)
گشتاور انحراف نوسانی
نیروهای وارده در طول محور z
نیروهای وارده در طول محور x
نیروهای وارده در طول محور y
معادله حرکت
دینامیک روتور
شبیه‌سازی Drone
طراحی
روش کلی
الگوریتم تکراری
کوادروتور Drone
سنسور موقعیت
نتایج طراحی
شبیه‌سازی و کنترل
مدلسازی برای کنترل
کنترل وضعیت
آنالیز ثابت
فصل پنجم- نتیجه گیری
نتیجه ۱
کنترل ارتفاع
بلند شدن و فرود آمدن
نتیجه ۲
کنترل موقعیت
نتیجه ۳
دنبال کردن نقاط مسیر
اجتناب از مانع
نتیجه ۴
نتیجه‌گیری کلی
منابع و مآخذ
واژه نامه و اختصارات
فهرست جداول
جدول p)-1 (: ساختاربندی‌های متداول UAV-MAV
جدول p)-2 (: مقایسه مفاهیم VTOL
جدول(۴-۱) نیروهای آئرودینامیک و گشتاور
جدول (۴-۲) گشتاور نیروها
جدول (۴-۳) گشتاور غلطشی
جدول (۴-۴) گشتاور گام
جدول (۴-۵) گشتاور انحراف نوسانی
جدول (۴-۶) نیروهای وارده در طول محور z
جدول (۴-۷) نیروهای وارده در طول محور x
جدول (۴-۸) نیروهای وارده در طول محور y
جدول (۴-۹) الگوریتم تکراری
جدول (۴-۱۰)مدل‌هایی از مؤلفه و اجزاء گروه پیشرانه‌ها
جدول (۴-۱۱)
جدول (۴-۱۲) مدل‌هایی از مؤلفه و اجزاء گروه پیشرانه‌ها
فهرست تصاویر
تصویر (۱-۱)Drone
تصویر (۲-۱) Brush & Brushless Motor
تصویر (۲-۲)Inrunner
تصویر (۲-۳)Outrunner
تصویر (۳-۱)Move Right
تصویر (۳-۲)Going Up
تصویر (۳-۳)Rotate Left
تصویر (۳-۴)Rotate Right
تصویر (۳-۵)Drone
تصویر (۳-۶)Brushless Motor
تصویر (۳-۷)ESC
تصویر (۳-۸) Li-Po-Batteri
تصویر (۳-۹)Joy Stick
تصویر (۴-۱) سیستم مختصات Drone
تصویر (۴-۲) توانایی اثر زمین بر سرعت جریان ورودی
تصویر (۴-۳) پاسخ مرحله‌ای مدل که در محور پروانه اندازه‌گیری شده است
تصویر (۴-۴) طرح بلوک شبیه‌سازی Drone
تصویر (۴-۵) بلوک کنترل در شبیه‌ساز Drone
تصویر (۴-۶) نمودار روش طراحی
تصویر (۴-۷) نمودار جریان الگوریتم تکراری
تصویر (۴-۸) الگوریتم بلوک Drone
تصویر (۴-۹) یک واحد کامپیوتر ۴۰g و ۵۶x71mm واقع بر روی x بورد
تصویر (۴-۱۰) ساختار دریافت موقعیت بر روی Drone
تصویر (۴-۱۱) سنسورها، محرک‌ها و تجهیزات الکترونیکی Drone
تصویر (۴-۱۲) توزیع جرم و توان Drone
تصویر (۴-۱۳) ساختار کنترل
تصویر (۵-۱)شبیه سازی
تصویر (۵-۲) شبیه سازی
تصویر (۵-۳) نمودار فرود مستقل
تصویر (۵-۴)کنترل برخواستن نشستن و ارتفاع
تصویر (۵-۵) شبیه سازی
تصویر (۵-۶) چهار نقطه مسیر برای یک مسیر مربعی پیگری شده توسط Drone به منظور پیگردی مسیر
تصویر (۵-۷) سیگنال‌های موقعیت و وضعیت ایجاد شده جهت پیگردی مسیر مربعی
تصویر (۵-۸) اجتناب از موانع ساکن
تصویر (۵-۹) شناسایی مانع با فیلتر و بدون فیلتر
تصویر (۵-۱۰) اجتناب از برخورد با Drone
فهرست معادلات
معادله )۴-۱)Newton-Euler
معادله )۴-۲)پیشرانه
معادله )۴-۳)نیروی Hub
معادله )۴-۴)گشتاور کشیدن
معادله )۴-۵)گشتاور غلطشی
معادله )۴-۶)اثر زمین
معادله )۴-۷)پیشرانه
معادله )۴-۸)
معادله )۴-۹)معادله حرکت
معادله )۴-۱۰)دینامیک روتور
معادله )۴-۱۱)بردار حالت
معادله )۴-۱۲)بردار درون داده
معادله )۴-۱۳)حرکات Drone
معادله )۴-۱۴)
معادله )۴-۱۵) معادله اصلی
معادله )۴-۱۶)
معادله )۴-۱۷)
معادله )۴-۱۸)کنترل وضعیت
معادله )۴-۱۹)سرعت زاویه ای
معادله )۴-۲۰)دینامیک
معادله )۴-۲۱)خطای پیگردی سرعت زاویه ای
معادله )۴-۲۲) خطای پیگردی غلطش
معادله )۴-۲۳)درون داد کنترل واقعی
معادله )۴-۲۴) خطای پیگردی انتگرالی
معادله )۴-۲۵)سرعت زاویه ای خطای ردیابی
معادله )۴-۲۶)
معادله )۴-۲۷)کنترل گام و دوران حول محور قایم
معادله )۴-۲۸)آنالیز ثابت
معادله )۴-۲۹) خطای پیگردی موقعیت
معادله )۴-۳۰)
معادله )۵-۱)کنترل ارتفاع
معادله )۵-۲)
معادله )۵-۳)
معادله )۵-۴)کنترل موقعیت
معادله )۵-۵)دینامیک حرکتی افقی
معادله )۵-۶) خطای پیگردی موقعیت برای x,y
معادله )۵-۷) خطای پیگردی سرعت
معادله )۵-۸)قوانین کنترل
