عنوان

هدایت چند نقطه‌ای هواپیمای بدون سرنشین

‭۱۲۶۰۴پ‬

per

هدایت چند نقطه‌ای هواپیمای بدون سرنشین

/هوشنگ جعفری

: دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر

‮‭۹۲‬ص‬

چاپی

کارشناسی ارشد

در رشته مهندسی برق کنترل

‮‭۱۳۹۲/۱۱/۰۹‬

دانشگاه تبریز

هواپیماهای بدون سرنشین در سال‌صهای اخیر بدلیل قابلیت عملیات مستقل، دامنه عملیات بسیار وسیع، عدم نیاز هدایت عملگر انسانی و داشتن مزیت دید از ارتفاع بالا که دلیل اصلی استفاده در عملیات‌صهای شناسایی و جستجو می‌صباشد با پژوهش‌صهای چشم‌صگیری مواجه بوده‌صاند .این هواپیماها در محیطصهای بسیار پیچیده و با محدودیت‌صهای مختلف مانند موانع، نواحی پرواز ممنوع و محدودیت‌صهای دینامیکی خود هواپیما کار می‌صکنند .هدایت و کنترل هواپیماهای بدون سرنشین با قابلیت مستقل بودن این اجازه را به هواپیما می‌صدهد تا ماموریت‌صهای محوله را تحت شرایط مختلف و کمترین دخالت انسانی انجام دهد .یک سیستم مستقل را به دو بخش سیستم طراحی مسیر و سیستم تعقیب مسیر می‌صتوان تقسیم کرد .سیستم طراحی مسیر وظیفه تولید یک مسیر قابل پرواز را برعهده دارد، در حالی که سیستم تعقیب مسیر بایستی با تولید دستورات مناسب کنترلی، هواپیمای بدون سرنشین را در این مسیر هدایت کند .طراحی مسیر یک مسئله پیچیده است که شامل محدودیت‌صهای فیزیکی هواپیمای بدون سرنشین، محدودیت‌صهای ناشی از محیط عملیاتی و سایر نیازصهای عملیاتی است .طراحی سیستم هدایت و کنترل برای هواپی‍ـما از ب‍ـخش‌صهای بسیار مهم در بحث سیستم‌صهای مستقل می‌صباشد .سیستم کنترل و هدایت مناسب این اجازه را به هواپیمای بدون سرنشین خواهد داد تا مسیر تولید شده را، دنبال کند .در این پایان‌صنامه با در نظر گرفتن تعدادی نقاط میانی در یک محیط فرضی به همراه موانع و نواحی پرواز ممنوع، با استفاده از الگوریتم ژنتیک مسیری بهینه تولید شده‌صاست .این مسیر ممکن است با موانع برخورد داشته باشد لذا مسیر را برای جلوگیری از برخورد هواپیما با موانع تصحیح و نهایتا آن را برای قابل پرواز بودن، با در نظر گرفتن محدودیت‌صهای دینامیکی هواپیمای بدون سرنشین هموار شده-است .با استفاده از روش‌صهای کنترل خطی مانند ‮‭PID‬ و ‮‭LQR‬ و روش‌صهای غیرخطی مانند ‮‭Backstepping‬ و مد لغزشی و همچنین ترکیب آنها برای هواپیمای بدون سرنشین کنترل‌صکننده طراحی گردیده‌صاست .سپس با استفاده از دو روش هدایت ‮‭BTT‬ و ‮‭STT‬ زاویه پیشروی تولید شده برای ‮‭UAV‬ بدست آورده و نهایتا مسیر ارائه شده به عنوان ورودی به هواپیما بدون سرنشین داده می‌صشود و نتایج حاصل از شبیه‌صسازی‌صها را نشان داد صشده است

In recent years, Unmanned Aerial Vehicles has faced significant researches because of their autonomous and wide range of operation, no need for an operator and having the advantage of high visibility which is the basis in surveillance and search operations. These aircrafts fly in complex environment with constraint like obstacles, no fly zones and dynamic constraints of aircraft. Guidance and control of autonomous UAVs allows it to operate under various conditions and with minimum human intervention. An autonomous system can be divided into path planning system and path following system. The path planning system is responsible for producing a flight path while the path following system generates proper commands to control and guide plane through the path. Path planning is a complex problem, which involves meeting the physical constraints of UAV, constraints from operation environment and other operational requirements. In this thesis some waypoints has been considered in a hypothetical environment with obstacles and no fly zone regions and the optimal path is generated using genetic algorithm. The path may meet these obstacles, so it needs to be refined to prevent from collusion. Finally in order to be a flyable path, we will smooth the path considering UAVs dynamic constraints. The control system has been designed for UAV, using linear methods like PID and LQR and nonlinear method like Backstepping and sliding mode control and their combinations. Then the heading angle of the UAV is obtained using two guidance methods called BTT and STT. Finally the generated path is used as an input for UAV and the simulation results are shown

جعفری، هوشنگ

علیزاده، قاسم، استاد راهنما

خراطی، حامد، استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی