ارایه یک ربات خودکار زیرسطحی و طراحی کنترلر مسیر آن به منظور بازرسی بدنه کشتی‌ها

در این مقاله یک ربات هوشمند زیرسطحی برای بازرسی قسمت آبخور بدنه کشتی‌ها اریه شده است. انجام این گونه عملیات تنها با استفاده از رباتی که دارای قابلیت‌ مانور بالا، قابلیت هاورینگ و کنترل‌پذیری بالا باشد به درستی امکان‌پذیر بوده و سبب افزایش دقت و سرعت در انجام کار، کاهش هزینه‌ها و خطر به‌کارگیری نیروی انسانی می‌شود. در ربات ارایه شده، تعداد، موقعیت و جهت تراسترها با توجه به کاربرد مورد نظر بهینه‌سازی شده است تا بهترین ترکیب، از نظر مصرف انرژی و پیچیدگی کنترلر به‌دست آید و مانورپذیری مطلوب ربات برای بازرسی تامین شود. از 6 درجه آزادی فقط حرکت در جهت زاویه رول مقید شده است. کنترلر پیشنهادی در این مقاله روی مدل دینامیکی خطی‌سازی شده طراحی و پیاده‌سازی شده و سپس به مدل دینامیکی غیرخطی اعمال و اعتبارسنجی انجام شده است. کنترلر پیشنهادی دارای 3 حلقه است، یک حلقه برای کنترل مسیر در صفحه‌ عمودی، دیگری برای کنترل مسیر در صفحه‌ افقی که هر دو کنترلر فیدبک حالت است و از یک کنترلر pid برای کنترل سرعت رو به جلوی ربات استفاده شده است. میزان مقاوم بودن کنترلر به جریان‌های آبی که سبب اعمال نیروهای ناگهانی به ربات می‌شود و همچنین کارایی کنترلر در شرایط عدم قطعیت ضرایب هیدرودینامیک مورد بررسی قرار گرفت. کنترلر فیدبک حالت که یکی از روش‌های کنترل مدرن است؛ به دلیل مناسب بودن برای سیستم‌های غیرخطی و قابلیت کنترل سیستم‌های چند ورودی چند خروجی و همچنین پیاده‌سازی آسان نسبت به دیگر کنترلر‌ها از محبوبیت بالایی برخوردار است.