---

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.

---

در این مقاله یک مدل غیرخطی برای شناورهای زیرسطحی خودگردان ارائه شده است. جهت بهبود توصیف عملکرد دینامیکی این شناورها، مدل دو زیرسیستم طولی و عرضی با در نظر گرفتن نیروها و گشتاورهای وارد بر سیستم استخراج می شود. مدل پیشنهادی تعمیم مدل خطی این شناورها در مانورهای عمق و سمت می باشد و برخی دینامیک های غیرخطی جهت توصیف دقیق تر عملکرد زیرسیستم ها در نظر گرفته شده است. پس از تعیین فرم معادلات دینامیکی سیستم، تخمین ضرایب مدل پیشنهادی بررسی می گردد. با توجه به مباحث کاربردی و بر اساس فرم معادلات سیستم، از روش حداقل مربعات خطا جهت تعیین ضرایب مدل استفاده می شود. در روند شناسایی، بدلیل دینامیک ناپایدار سیستم، امکان تحریک حلقه باز وجود ندارد. با توجه به نامعلوم بودن ضرایب مدل، کنترل کننده های PID جهت تنظیم ساده و بکارگیری در تست های عملی در حرکت سمت و عمق پیشنهاد شده اند و تحریک هر دو زیرسیستم با بکارگیری مانورهای معمول سینوسی در حلقه فیدبک صورت می گیرد. در ادامه نیز با بکارگیری فیلترهای دینامیکی بر سیگنال های قابل اندازه گیری نظیر سرعت های زاویه ای، شتاب های خطی و زوایای اویلر، از روش حداقل مربعات جهت تخمین ضرایب مدل استفاده شده است. در پایان، کارایی مدل غیرخطی پیشنهادی و الگوریتم حداقل مربعات خطا در شناسایی ضرایب مدل در ارتباط با ضرایب یک سیستم با پارامترهای هیدرودینامک مشخص مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج بدست آمده دقت مدل غیرخطی و عملکرد مناسب روش شناسایی را نشان می دهد

---

صرفه‎جویی در انرژی، نسبت پایین جرم ربات به جرم قابل حمل، قابلیت بیشتر کار در محیط‎های مختلف، حمل آسان‎تر قطعات و هزینه‎ی تولید پایین‎تر در ربات‎های انعطاف‎پذیر این ربات ها را نسبت به ربات های صلب برای بسیاری از محققان و صنایع جذاب تر کرده است. اما به دلیل غیرخطی بودن سیستم ربات انعطاف‎پذیر و ارتعاشات بالای آن در نقاط کاری و همچنین حساسیت بیشتر نسبت به اغتشاشات خارجی، کنترل این نوع ربات‎ها دشوارتر و پیچیده تر است. در این مقاله یک کنترل کننده براساس حسابان مرتبه کسری برای رباتهای انعطاف پذیر بصورت عملی پیاده سازی می شود. ابتدا مدل دینامیکی یک ربات تک لینکی انعطاف‎پذیر معرفی می شود. سپس بر روی یک ربات تک لینک انعطاف پذیرکه در آزمایشگاه ساخته شده است، کنترل‎کننده‎های مختلف از جمله کنترل کننده فازی، کنترل کننده PID و کنترل گشتاور PID مرتبه کسری به صورت عملی در آزمایشگاه پیاده‎سازی شده و سپس عملکرد هر یک از کنترل‎کننده‎ها در کاهش ارتعاشات بازو در نقطه‎ی مطلوب نهایی و کاهش خطای ردیابی بررسی می‎گردد. علاوه بر این، برای مقایسه کنترل کننده های طراحی شده از نظر مقاوم بودن، یک اغتشاش ثابت و یکسان به همه کنترل‎کننده‎ها اعمال شده و عملکرد آن‎ها مقایسه می‎گردد. در پایان نتایج حاصل شده از شبیه‎سازی و پیاده‎سازی آزمایشگاهی ربات، نشان می دهد که کنترل گشتاور PID مرتبه کسری بهترین نتایج را در میان کنترل کننده های پیاده سازی شده دارد.

---

در سال‌های اخیر، در کلاس هواپیماهای بدون سرنشین، کنترل چهارپره مورد توجه بسیاری از محققین در سراسر دنیا قرار گرفته است. در این نوع بالگرد تلاش می‌شود که با استفاده از نیروهای که توسط پروانه‌ها تولید می‌شود به پایداری در حالت پرواز ایستا و متحرک دست پیدا کنند. چهارپره رفتار دینامیکی غیرخطی متغیر با زمان دارد و مادام توسط نیروهای آیرودینامیکی مغشوش می‌شود. در شرایط اثر زمین، ویک پروانه بالگرد در اثر اندرکنش با زمین باعث اغتشاشات چشمگیری در جریان در نزدیکی پره های پروانه و همچنین بدنه پرنده می‌شود. این اندرکنش‌ها اثرات جدی بر روی خصوصیات کیفیت کنترل پرواز می‌گذارد و باعث ناپداری پرواز می‌شود. اکثر مطالعات انجام شده در زمینه اثر زمین به بررسی پرواز ایستا و فرود بالگرد متمرکز شده‌اند و اثر زمین به صورت پارامتر ثابت در معادلات دینامیکی وارد شده است. در این مقاله، مدل دینامیکی غیرخطی جامعی برای انواع حالت‌های پرواز چهارپره در نزدیکی سطح زمین در فضای حالت ارائه شده و اثر زمین به صورت تابعی از متغیرهای حالت در معادلات دینامیکی ظاهر می‌شود. در گام بعدی با استفاده از مدل پیشنهادی یک سیستم کنترلی PID طراحی می‌شود و پدیده اثر زمین در عملکرد کنترل کننده بررسی می‌شود. نتایج شبیه سازی‌ها نشان می‌دهد که با کمک این مدل و کنترل کننده طراحی شده، پایداری پرواز و تعقیب مسیر بهبود چشمگیری یافته است.