Force and Path Control of a Tool Attached to a Quadrotor
First Statement of Responsibility
/محمدحسین کمری
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مهندسی مکانیک
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۴۰۰
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۷۱ص.
Other Physical Details
:
GENERAL NOTES
Text of Note
زبان: فارسی
Text of Note
زبان چکیده: فارسی
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی - الکترونیکی
NOTES PERTAINING TO PHYSICAL DESCRIPTION
Text of Note
مصور، جدول، نمودار
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
مهندسی مکانیک- طراحی کاربردی
Date of degree
۱۴۰۰/۰۶/۰۱
Body granting the degree
صنعتی سهند
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
در این پژوهش، یک سیستم کوادروتور ابزار ویژه برای انجام وظایفی نظیر نظافت و رنگآمیزی در سقفهای با ارتفاع زیاد معرفی شده است .ویژگی مهم سیستم معرفی شده این است که عملیات مذکور تنها با استفاده از عملگرهای کوادروتور و بدون نیاز به افزودن عملگرهای جدید قابل انجام میباشد .این سیستم شامل یک ابزار است که از طریق یک میله و یک مفصل گوی و کاسه به کوادروتور متصل است .برای نشان دادن توانایی سیستم معرفی شده برای انجام ماموریتهای مذکور، پس از ارائهی یک مدل دینامیکی برای سیستم، کنترلپذیری آن و امکان ردیابی مسیر ابزار و نیروی عمودی وارد از طرف ابزار به سقف نشان داده شده است .بدین منظور، مسطح بودن دیفرانسیلی معادلات سیستم در صورتی که خروجیهای آن نیروی ابزار، مسیر ابزار و زاویهی یاو کوادروتور باشد، نشان داده شده است .سپس، با استفاده از روشهای کنترل هندسی، یک کنترل کنندهی سلسله مراتبی برای ردیابی نیرو و مسیر مطلوب ابزار و زاویهی مطلوب یاو کوادروتور طراحی شده است .در نهایت، عملکرد سیستم کوادروتور-ابزار با استفاده از مدل ارائه شده و کنترلکنندهی طراحی شده، شبیه سازی شده است .نتایج شبیه سازیها نشان میدهد که کنترلکننده به خوبی می تواند نیروی وارد از طرف ابزار به سقف و هم چنین موقعیت ابزار را بر روی مسیرهای مطلوب کنترل بنماید .افزون بر این، نتایج بخشی از شبیه سازیهای صورت گرفته، حفظ پایداری سیستم و ردیابی قابل قبول نیرو و مسیر مطلوب ابزار را در صورت وجود نامعینی پارامتری در مدل نیروی ابزار، نشان میدهد.
Text of Note
In this research, a special quadrotor - tool system is introduced for performing tasks such as cleaning and painting on high ceilings. An important feature of the introduced system is that the mentioned operations can be performed only by using quadrotor actuators and without the need to add new ones. The system consists of a tool that is connected to the quadrotor via a rod and a ball and socket joint. To show the capability of the introduced system to perform the mentioned missions, after presenting a dynamic model for the system, its controllability and Traceability of the path of the tool and the vertical force exerted by the tool to the ceiling is shown. For this purpose, it is shown that system equations are differentially flat if the tool force, the tool path and the quadrotor angle are chosen as outputs of the system. Then, using geometric control methods, a hierarchical controller is designed to track the desired force and path of the tool and the desired yaw angle of the quadrotor. Finally, the performance of the quadrotor-tool system is simulated using the proposed model and the designed controller. The simulation results show that the controller can control the force exerted by the tool to the ceiling as well as the position of the tool on the desired paths. In addition, the results of the simulations show that controller gaurantees the stability of the system and acceptable tracking of the force and the desired path of the tool even in the presence of parametric uncertainty in the tool force model.
ba
PARALLEL TITLE PROPER
Parallel Title
Force and Path Control of a Tool Attached to a Quadrotor