کنترل بهینه مبتنی بر برنامهریزی مسیر حداقل انرژی برای یک کوادروتور | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 18، دوره 52، شماره 5، مرداد 1399، صفحه 1349-1364 اصل مقاله (2.47 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2019.14832.5954 | ||
| نویسندگان | ||
| محمود مزارع1؛ احسان داودی2؛ مصطفی تقی زاده* 3؛ مهدی پورقلی4 | ||
| 1دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران، | ||
| 2دانشکده مهندسی مکانیک | ||
| 3هیئت علمی/ دانشگاه شهید بهشتی پردیس فنی عباسپور | ||
| 4هیات علمی | ||
| چکیده | ||
| کوادروتورها مصرف انرژی بالایی دارند و حداقل کردن انرژی مصرفی آنها به سبب افزایش زمان و برد پروازی، حائز اهمیت میباشد. در این مقاله، به منظور بیشینه کردن زمان عملیاتی کوادروتور، کنترل بهینه مبتنی بر الگوریتم برنامهریزی مسیر حداقل انرژی برای حرکت بین دو موقعیت ارائه میشود. برای نیل به این هدف، ابتدا معادلات دینامیکی کوادروتور و موتور استخراج شده، سپس با معرفی انرژی کل مصرفی باتری بعنوان تابع هزینه و استفاده از تئوری کنترل ِ بهینه، مسیر حداقل انرژی تعیین میشود. قیود نیز از طریق ضرایب لاگرانژ به معادلات همیلتونین اضافه شد. در انتها نتایج شبیهسازی با نتایج پروفیل سرعت ذوزنقهای مرسوم، مقایسه شده که ذخیره انرژی تا چهار درصد را نشان میدهد. نتایج نشان میدهند که مدت پرواز نسبت به طول مسیر تاثیر بیشتری در مصرف انرژی دارد. به منظور اعتبارسنجی، نتایج شبیهسازی با نتایج یک مدل آزمایشگاهی شامل موتور براشلس، سنسور و برد کنترلی مقایسه شده که نشان از نزدیکی نتایج شبیهسازیها با مدل واقعی دارد. همچنین با استفاده از نتایج شبیهسازی در وضعیتهای مختلف، یک رابطه کمی بین طول مسیر و مدت پرواز با میزان مصرف انرژی استخراج شده که میتواند در تخمین حداکثر برد یا مدت پرواز با توجه به میزان انرژی باتری بسیار سودمند باشد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| کوادروتور؛ مسیر حداقل انرژی؛ کنترل بهینه؛ معادلات همیلتونین | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,320 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,615 |
||
| تعداد نشریات | 9 |
| تعداد شمارهها | 455 |
| تعداد مقالات | 5,771 |
| تعداد مشاهده مقاله | 8,375,059 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,933,327 |