Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1395
11
1
gregorian
2017
2
1
16
12
online
1
fulltext
fa
مدل سازی دینامیکی، شبیه سازی کنترل کوادروتور با استفاده از کنترل کننده های فیدبک خطی سازی و PID بر پایه داده های آزمایشگاهی سنسورهای MEMS
Dynamic modeling, simulation and control of a quadrotor using feedback linearization and PID controller based on MEMS sensors’ experimental dat
هدف از این مقاله مدلسازی و کنترل زاویه Roll و Pitch یک کوادروتور بر اساس تخمین وضعیت بدست آمده از سنسورهای ممز میباشد. از همین رو بعداز استخراج معادلات دینامیک کوادروتور با اعمال کنترل کننده های تناسبی- انتگرالی- مشتقی و خطی سازی فیدبک به برسی نتایج وضعیت زاویه ای کوادروتور پرداخته شده است.به جهت کاربرد گسترده ی سنسورهای MEMS در بحث اندازه گیری وضعیت سیستم های مختلف و همچنین تطابق نتایج حاصل از شبیه سازی های کوادروتور با واقعیت بیرونی در این مقاله از داده های این نوع سنسورها در شبیه سازی کنترل کننده ها استفاده شده است. با توجه به خطاهای ذاتی سنسورهای MEMS، تاثیر پذیری آنها از ارتعاشات بدنه و موتورها و نویزی بودن اطلاعات خروجی آنها از فیلتر کالمن برای تخمین زوایا به طور مستقیم و سرعت های زاویه ای به طور غیرمستقیم بهره گرفته شد. از آنجاییکه یکی از اهداف این مقاله استفاده از نتایج آن در عملیاتی کردن کنترل یک کوادروتور میباشد از مدل موتور برای تعیین سیگنال-های کنترلی PWM نیز استفاده شده و این سیگنالهای کنترلی در هر دو نوع کنترلر بررسی گردید. نتایج حاصل از شبیه سازی مدل کوادروتور در نرم افزار سیمولینک نشان از عملکرد مطلوب هر دو کنترل کننده در کنترل زوایای Roll و Pitch دارد.
The purpose of this article is dynamic modeling of a quadrotor and control of its Roll and Pitch angles based on the experimentally measured sensors data. So, after driving nonlinear model of quadrotor equations, the control of the quadrotor’s angular situation was simulated using PID and feedback linearization algorithms. Due to the widespread application of MEMS sensors in measuring the status of various systems and to have a more realistic simulation, sensors data was measured and used in simulation of controllers. Due to errors of MEMS sensors, vibration of motors and airframe, being noise on outputs, Kalman filter was used for estimation of angular situation. As one of the purposes of this paper was the use of its results in actual control of a quadrotor, motor model was used to determine PWM control signals. The results obtained from simulation in Simulink showed good performance of both controllers in controlling roll and pitch angles.
کوادروتور,سنسورهای MEMS,کنترل کننده PID,فیدبک خطی سازی شده,فیلتر کالمن
Quadrotor,MEMS Sensor,PID Control,Kalman,linearization feedback
175
185
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-3094&slc_lang=fa&sid=15
Masoud
Nourimotlagh
مسعود
نوری مطلق
100319475328460065303
100319475328460065303
No
هیچ سمتی ندارم
Pedram
Safarpour
پدرام
صفرپور
100319475328460065320
100319475328460065320
Yes
دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی،پردیس فنی مهندسی عباسپور،دانشگاه شهید بهشتی
Mehdi
Pourgholi
مهدی
پورقلی
100319475328460065321
100319475328460065321
No
هیئت علمی