عنوان کامل پروژه:

پروژه مدل‌سازی و کنترل ربات کوادروتور با استفاده از کنترل مقاوم بهینه با نرم افزار MATLAB و به همراه فیلم آموزشی نرم افزار MATLAB

امروزه وسایل پرنده بدون سرنشین در صنایع مهم و حساس از جمله صنایع کشاورزی و نظامی بسیار مورد توجه قرار دارند. این نوع از پرنده‌ها، در امور نجات و تجسس، نقشه برداری، مرز داری، حمل و نقل بسته‌های مختلف و حتی راهداری به کمک ماهواره‌ها و غیره تاکنون بکار برده شده‌اند. از جمله وسایل پرنده بدون سرنشین، پرنده‌های چهار-روتوره هستند. این نوع وسایل پرنده، واقعا هواپیما نیستند ولی ظاهر بسیار شبیه به هلی کوپتر دارند در اندازه‌های بسیار کوچکتر. تاکنون، روش‌های کنترلی متنوع و مختلفی برای این دسته از پرنده‌های بدون سر نشین ارائه شده‌اند که نکته قابل توجه در آنها، موضوع حذف اثرات مخرب ناشی از اغتشاشها و همچنین بهینگی در میزان مصرف انرژی است که اخیراً مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته‌اند. با توجه به دینامیک مدل پرنده چهار-روتوره، می توان مشاهده کرد که به علت استفاده از چهار روتور برای پرواز کردن آن، این دینامیک بسیار ساده از دینامیک هم خانواده خود، یعنی هلی‌کوپترها است به طوری که عوامل غیر خطی کمتری در آن ظاهر می‌شود و همچنین تاثیرات تزویج زیرسیستم‌ها نیز کاهش یافته است. برای این دسته از سیستم‌ها که به سیستم‌های آبشاری مشهور هستند، می توان بهره برد وکنترل کننده‌های قابل اطمینان و قوی در جهت حذف نامعینی‌ها و اغتشاش‌ها طراحی نمود.

بدین منظور در تحقیق ارائه شده، برای رفع اثرات ناشی از عدم قطعیت ها و ورودی های اغتشاش در سیستم پرنده چهار-روتوره، روش مقاوم وبهینه‌ای مطرح می‌شود که قادر به انجام خواسته‌های مطلوب خواهند بود. تعقیب یک مسیر مناسب و همچنین مستقر شدن در یک نقطه خاص از جمله خواسته‌های ما از پرنده است. در روش پیشنهاد شده، از ایده‌های گام به عقب و خطی‌سازی فیدبک به منظور خطی‌سازی دینامیک سیستم استفاده شده‌‌اند و در نهایت از روش بهینه‌سازی L1 برای حداقل‌سازی انرژی خروجی و ورودی بهره برده شده است. در حقیقت، دینامیک سیستم پرنده‌های چهار-روتوره قابل تبدیل به دو زیر سیستم تقریباً مستقل از هم هستند که با ایده بکار برده شده در این جا، موفق شدیم تاثیرات دینامیک‌های تزویج نیز از بین بروند و دو زیر سیستم کاملاً مستقل در مختصات جدید، تشکیل شوند. برای نشان دادن تاثیر روش پیشنهادی، شبیه‌سازی نیز درمحیط نرم افزار MATLAB ( متلب ) صورت گرفته است که برای دو حالت ردیابی یک مسیر حلقوی و تنظیم و قرارگیری پرنده در نقاط معین انجام گرفته‌اند.

آنچه در این کد خواهید آموخت:

1- روش‌های خطی‌سازی فیدبک و گام به عقب برای کنترل غیرخطی

2- طراحی کنترل کننده خطی بهینه به روش فاکتورگیری پایداری

3- طراحی روش بهینه دیگر از جمله روشهای تنظیم تربیعی-خطی 

4- طراحی کنترل کننده مقاوم برای عدم قطعیت با استفاده از نرم افزار MATLAB ( متلب )

5- طراحی کنترل کننده بهینه L1 برای اغتشاش

نکات و الزامات:

1- آشنایی با روش‌های کنترل غیر خطی

2- خروجی‌ها در همه نسخه‌های نرم افزار MATLAB ( متلب ) قابل مشاهده است

3- آشنایی با زبانهای MATLAB و SIMULINK