دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 16 10 2016 12 21 Dynamic modeling and control of a quadrotor using nonlinear approaches based on MEMS sensors’ experimental data مدلسازی دینامیکی و کنترل یک کوادروتور با استفاده از روش های غیرخطی، بر مبنای داده های آزمایشگاهی سنسورهای ممز 31 41 9353 FA احسان داودی دانشگاه شهید بهشتی محمود مزارع دانشگاه شهید بهشتی پدرام صفرپور دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی،پردیس فنی مهندسی عباسپور،دانشگاه شهید بهشتی Journal Article 1970 01 01 This paper presents the control of a quadrotor using nonlinear approaches based on the experimentally measured sensors data. The main goal is the control and closed loop simulation of a quadrotor using feedback linearization and sliding mode algorithms. First, a nonlinear model of quadrotor is derived using Newton-Euler equations. To have a more realistic simulation the sensors noise performance were measured using a setup. sensors data was measured under on engines. Since the experimental data for sensor had error and noise, a Kalman filter was used to reduce sensors noise effect. Results demonstrate good performance for Kalman filter and controllers. Results showed that feedback linearization and sliding mode controllers performance was good but angles changes were smoother on feedback linearization controller. With increasing uncertainty, feedback linearization performance was away desired mode from this aspect The time to reach the goal situation while increasing uncertainty was no significant impact on the performance of sliding mode controller.Thus feedback linearization controller added PID is Appropriate to Maintain the quadrotor attitude while sliding mode controller has better performance to angles change and transient situations. این مقاله به شبیه‌سازی کنترل یک کوادروتور با استفاده از روش‌های غیرخطی و بر اساس تخمین وضعیت بدست آمده از سنسورهای ممز پرداخته است. در ابتدا، مدل دینامیکی کوادروتور استخراج شده و سپس با استفاده از روش‌های غیرخطی مود لغزشی و خطی‌سازی پسخورد، کنترل وضعیت آن در نرم‌افزار متلب شبیه‌سازی شده است. برای واقعی‌تر کردن مدل شبیه‌سازی و نزدیک کردن آن به واقعیت، از داده‌های آزمایشگاهی سنسورهای ممز استفاده گردیده است. از آنجاییکه داده‌های آزمایشگاهی برای سنسورها نشان از خطا و نویزی بودن آنها دارد از یک فیلتر کالمن برای کاهش نویز سنسورها استفاده گردید و نتایج عملکرد کنترل‌کننده‌ها با استفاده از خروجی‌ سنسورها و خروجی فیلتر کالمن با هم مقایسه شدند. نتایج بدست آمده نشان از عملکرد خوب فیلتر کالمن و کنترل مناسب مجموعه می‌باشد. همچنین در این مقاله پاسخ سیستم به کنترل‌کننده‌های مود لغزشی و خطی‌سازی پسخورد بررسی و با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج نشان داد که هر دو کنترل‌کننده عملکرد مناسبی دارند ولی تغییرات زوایا در کنترل خطی‌سازی پسخورد هموارتر است. با افزایش نایقینی، عملکرد کنترل خطی‌سازی پسخورد از حیث زمان رسیدن به وضعیت هدف از حالت مطلوب فاصله گرفت در حالیکه در عملکرد مود لغزشی تاثیر قابل توجهی ایجاد نشد. از این نظر برای حفظ وضعیت کوادروتور، کنترل خطی‌سازی پسخورد مجهز به PID مناسب بوده و برای حالت گذار کوادروتور و تغییر وضعیت زاویه‌ای استفاده از کنترل‌کننده مود لغزشی توصیه می‌شود. https://mme.modares.ac.ir/article_9353_a9883e7bb20e56060778cf794125afc4.pdf