تحلیل دینامیکی یک کوادروتور در شرایط کاری متغیر

در این مقاله روی مدل‌سازی دینامیکی کوادروتور با توجه به تغییرات در شرایط کاری آن تمرکز شده‌است. هدف اصلی این پژوهش ارائه‌ی معادلات دینامیکی کامل حاکم بر کوادروتور با استفاده از روش اویلرلاگرانژ و با درنظر گرفتن تمامی نیروهای آیرودینامیکی که بر حرکت آن تاثیر می‌گذارند می‌باشد. در مقالات پیشین، معادلات دینامیکی هیچگاه به طور جامع درنظر گرفته نشده‌است. مطالعه دینامیک کوادروتور به شناخت فیزیک و رفتار آن کمک می‌کند و به حصول یک مدل دقیق از سیستم می‌انجامد. با حصول چنین مدلی کنترل کوادروتورا به مراتب ساده‌تر از مدل‌های غیر دقیق موجود می‌شود. جهت درنظر گرفتن مجموعه نیروها و گشتاورهای دخیل در دینامیک کوادروتور، از مطالعات انجام شده پیشین استفاده می‌شود و پس از شرح دادن هر یک از نیروها و روابط دقیق آن‌ها، مدل دینامیکی کامل کوادروتور ارائه می‌شود. در انتها عملکرد سیستم در دو شرایط کاری متفاوت یکی بدون درنظر جسم متصل خارجی به کوادروتور و دیگری در شرایط کوپل شده با یک دوربین، به صورت عددی شبیه‌سازی می‌گردد و به کمک آن‌ها مدل دینامیکی حاصل صحه‌گذاری می‌شود. در شرایط کاری اول در دو آزمون متفاوت به بررسی و مقایسه معادلات دینامیکی کار حاضر با کارهای پیشین پرداخته‌خواهدشد. در شرایط کاری دوم عملکرد کوادروتور تحت تاثیر دوربین متصل به آن که با حرکت خود معادلات دینامیکی سیستم را به صورت پیوسته تغییر می‌دهد، بررسی می‌شود.

Dynamic Analysis of a Quadrotor in Variable Operating Conditions

This paper focuses on the dynamic modeling of quadrotor with respect to changes in operating conditions. The main objective of this investigation is to provide complete governing quadrotor dynamic equations using the EulerLagrange method considering all aerodynamic forces which affect itchr('39')s motion. In previous papers, dynamical equations are never considered comprehensively. The study of quadrotorchr('39')s dynamics permits to understand itchr('39')s physics and behavior and provides a precise model of the system. Once such a model is obtained, the control of quadrotor turns much simpler than current inaccurate models. In order to take into account, the set of forces and torques involved in quadrotor dynamics, the previous studies are used and after describing each of the forces and their precise terms, the complete dynamic quadrature model is presented. At the end, the systemchr('39')s performance is simulated in two different operating conditions, one regardless of the external object coupled with quadrotor, and the other in the coupled condition with a camera, and by this means, the achieved dynamic model is validated. In the first operating conditions in two different tests, the dynamic equations of the present work will be compared against the previous ones. In the second operating conditions, the quadrotor performance under influence of a connected camera whose motion changes continuously the system dynamic equations is studied.