طراحی ربات پرنده چهار ملخه و کنترلر مناسب برای پایداری آن

هدف این پروژه طراحی کنترلر مناسب برای پایداری کوادروتور می باشد. در مدل سازی پرنده از بیان زوایای اویلری استفاده شده و معادلت حرکت با استفاده از روش نیوتن اویلر به دست آمده اند. با در نظر گرفتن نیروی درگ اصطکاکی ناشی از سرعت خطی ربات سعی در واقع گرایانه بودن مدل شده است. در ادامه با کمک گرفتن از تابع معکوس دوران و ژاکوبین سرعت ها سعی در جدا کردن دوازده معادله حالت از هم و خارج کردن ترم های به شدت غیرخطی زوایای اویلر شده است. با استفاده از کنترل کلاسیک و پیش خوران برخی عناصر غیرخطی پرنده به پایداری رسیده است. پس از آن کارایی کنترلر در برخی مانورها از جمله مانور چرخش 360 درجه پرنده مورد ارزیابی قرار گرفته است. از آنجا که تأثیر تمامی ترم ها در طراحی کنترلر مورد بررسی قرار گرفته است انجام این مانور که در آن تمامی ترم های غیرخطی تحت تأثیر قرار می گیرند با موفقیت صورت گرفت. پس از آن با استفاده از روش شناسایی حداقل مربعات خطا حاصل ضرب دو ترم وزن و ضریب تراست در طول پرواز شناسایی می شود تا با رها شدن وزنه از پرنده کنترلر با شرایط جدید وفق پیدا کند. از طرف دیگر پرواز پرنده در شرایط مختلف محیطی که ضریب تراست را تحت تأثیر قرار می دهند ممکن خواهد بود. از طرف دیگر تغییر ملخ و یا تغییر در کارکرد موتور و فرسوده شدن آن تأثیر کمتری بر روی رفتار کنترلی خواهد داشت. از آنجا که مولتی روتورها در اکثر زمان پرواز خود در حالت هاور هستند می توان با بهینه کردن پرواز ربات در حالت هاور به کارکرد بهتر ربات دست یافت از این رو با خطی سازی و طراحی کنترلر بهینه خطی lqr نتایج با قبل مقایسه شد. رفتار این کنترلر در حوالی نقطه هاور بهینه و مورد قبول است ولی برای انجام مانورهای سنگین کارایی خود را از دست می دهد که نتیجه حاکی از برتری فاحش کنترل به روش جداسازی معادلات بود. در آخر مراحل ساخت و آزمایش کنترل کلاسیک آمده است. در این قسمت چالش های پیش رو برای ساخت مولتی روتور مورد بررسی قرار گرفته است.