عنوان پایان‌نامه
طراحی و ساخت سامانه کنترل ربات پرنده مزرعه
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک بیوسیستم
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس ابوریحان شماره ثبت: 883;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73814;کتابخانه پردیس ابوریحان شماره ثبت: 883;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73814
- تاریخ دفاع
- ۰۹ اسفند ۱۳۹۴
- دانشجو
- حسین کریمی باوندپور
- استاد راهنما
- جعفر مساح, پیام زرافشان
- چکیده
- امروزه با پیشرفت سامانه‌های خودکار و هوشمند مکانیزاسیون و اتوماسیون کشاورزی، مبحث کشاورزی دقیق برای تولید محصولات با کیفیت و استفاده صحیح از نهاده‌های کشاورزی اهمیت زیادی یافته است. در این راستا، استفاده از سامانه‌های GIS و GPS در کشاورزی دقیق باعث شده است که کاربرد ربات‌های پرنده در این زمینه گسترش پیدا کند، زیرا برای بدست آوردن عکس‌های هوایی از زمین‌های زراعی و باغی با استفاده از این ربات‌ها در مقایسه با هواپیماها و ماهواره‌ها آسان‌تر و مقرون به صرفه‌تر است. در این پژوهش، یک ربات پرنده هشت ملخه عمود پرواز –اکتاروتور با پیکربندی X8 طراحی و ساخته شده و سامانه کنترلی آن مورد بررسی قرار گرفته است. اصول ساخت این نوع ربات‌ها همانند کوادروتور بوده، با این تفاوت که در زیر هر موتور یک موتور دیگر به صورت وارون قرار گرفته تا توانائی برخاستن و پایداری ربات در هوا بهبود یابد. در این تحقیق از کنترل‌کننده PID برای سامانه کنترلی ربات استفاده شد. ابتدا اجزای مکانیکی، الکترونیکی و کنترلی ربات، طراحی شده و در نرم‌افزار SolidWorks ترسیم شد. در ادامه، برای شبیه‌سازی و کنترل پرواز هاور آن از نرم‌افزار‌های ADAMS و MATLAB به صورت توأم استفاده شده که از آن به شبیه‌سازی نرم‌افزاری در حلقه تعبیر می‌شود. سپس با توجه به داده‌های پروازی که از ربات به وسیله ماژول بلوتوث به پایگاه زمینی منتقل شد، به تحلیل عملکرد اکتاروتور ساخته شده در پرواز هاور و در شرایط واقعی پرداخته شد. پرواز هاور از این جهت در این پژوهش مهم بود که عکس‌های هوایی مناسب از زمین‌های زراعی و باغی که در عملیات کشاورزی دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرند، در حالت هاور به دست می‌آید. نتایج این تحقیق، عملکرد مناسب ربات هم در شرایط مدلسازی و هم در شرایط واقعی و پرواز هاور را نشان می‌دهد.
- Abstract
- Nowadays, precision farming for producing high quality products and proper usage of agricultural inputs have become important due to the development of agricultural mechanization and automation smart systems. The use of GIS and GPS systems in precision farming has led to develop the application of flying robots for obtaining low cost aerial photos from farmlands and orchards in comparison with airplane and satellites. In this study, an eight paddle vertical flight octorotor flying robot is designed and constructed with X8 configuration and its control system has been studied. The construction principles of this type of robots are similar to quadrotor, except that there is an inversely attached engine under each engine which improves the ability of takeoff and stability of the robot in the air. In this research, PID controller is utilized to control the robot motion. Firstly, the mechanical, electronic, and control components of the robot primarily designed and drawn in SolidWorks Software. Then, the ADAMS and MATLAB were used together as software simulation in the loop for simulation and control of its flight. After that, according to the flight data which was transferred from the robot to the ground station by a Bluetooth module, the performance of designed octorotor in hover flight was evaluated in real situation. The robot’s performance in hover flight was of importance because suitable and proper aerial photographs taken from lands and gardens which can be used in precision farming operations could be achieved only in hover flight. Experimental results of this study illustrate acceptable performance of the robot in modeling and hover flight. Keywords: octorotor, hover flight, precision farming, quadrotor, PID controller
