پیاده‌سازی کنترل وضعیت ربات پرنده هشت ملخه در یک ردیابی مسیر خودمختار

ربات‌ پرنده یک وسیله پرنده می‌باشد که به کمک نیروهای ایرودینامیکی شرایط پروازی را مهیا می‌سازد. همچنین این وسیله می‌تواند به عنوان یک ربات خودکار نیز نامیده شود. این ربات یک سیستم زیرفعال می‌باشد و ذاتا ناپایدار می‌باشد. پس کنترل این سیستم غیرخطی یک مسئله مورد علاقه تئوری و عملی می‌باشد. بنابراین، هدف از این تحقیق مقابله با سیستم دینامیک به شدت غیرخطی ربات پرنده هشت ملخه است که در بسیاری موارد کنترل آن دشوار بوده و باعث وجود ناپایداری در این پرنده بدون سرنشین می‌شود. در این مقاله، ابتدا به بررسی ساختار ربات پرنده هشت ملخه به منظور افزایش توان، حمل بار بیشتر و افزایش مقاومت نسبت به تغییرات و اغتشاش پرداخته می‌شود. همچنین قسمت‌هایی اعم از ساخت الکترونیک و مکانیک این ربات مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. سپس در ادامه، به منظور کنترل وضعیت ربات، با معرفی مدل دینامیکی سیستم، یکی از عمومی‌ترین کنترل‌کننده‌های پیاده‌سازی شده بر روی این‌ ربات‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرد. این روند ابتدا شبیه‌سازی در محیط متلب/سیمولینک بر روی مدل دینامیکی ربات انجام می‌پذیرد و در نهایت پیاده‌سازی این کنترل‌کننده بر روی یک ربات پرنده هشت ملخه ساخته شده، طی یک پرواز واقعی در محیط بیرون اتاق و در یک ردیابی مسیر خودکار انجام خواهد گرفت. در پایان، نمایش نتایج حسگرها در ردیابی مسیر خودکار نشان داده خواهد شد.

Implementation of Attitude Control for an Octorotor Flying Robot in Autonomous Trajectory Tracking

An Aerial Robot or Unmanned Aerial Vehicle (UAV) is an aerial vehicle that provides its flight condition using aerodynamic forces. Also, this vehicle can be named as an autonomous robot. This robot is an underactuated system and it is inherently unstable. Thus, the control of this nonlinear system is a problem for both practical and theoretical interest. So, the goal of this research is to contrast with highly nonlinear dynamic system of Octorotor that its control is difficult in many cases and it causes existence of instability in this Unmanned Aerial Vehicle (UAV). At the first, the structure of Octorotor is studied in this paper in order to increasing power, more carrying and increment of resistance into changing and distribution. Also, the electronic and mechanic of this robot is studied in some sections. Then, in the following, in order to attitude control of robot with introduction of dynamic system, one of the most common implemented controllers is applied on this robot. Initially, this process is done on the dynamic model of robot by Matlab/Simulink software and finally, implementation of this controller is applied on a fabricated Octorotor during a real flight in autonomous trajectory tracking in outdoor environment. At last, the study of sensors results is also shown.