عنوان پایان‌نامه
مدلسازی و کنترل شناور غریق نجات
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک طراحی کاربردی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2651;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63641
- تاریخ دفاع
- ۲۲ تیر ۱۳۹۳
- دانشجو
- رضا یزدان پناه عبدالملکی
- استاد راهنما
- محمد محجوب
- چکیده
- غرق‌شدگی در سالیان اخیر به معضلی جدی در سرتاسر جهان تبدیل گشته است به طوری‌که بر طبق برآورد سازمان بهداشت جهانی، سالانه حدود 359000 نفر در سراسر دنیا در اثر غرق شدگی جان خود را از دست می‌دهند. علی‌رغم این حجم تلفات هنوز روش‌های سنتی نجات غریق در سواحل دریاها رایج می‌باشند. پیشرفت‌های چشمگیر در صنعت شناورهای کوچک و سریع و کاربرد فراوان آن‌ها در صنایع نظامی و دریایی، برآن شدیم امکان یک سامانه‌ی غریق‌نجات خودکار با استفاده از شناور بدون سرنشین را فراهم می‌کند. هدف این تحقیق، طراحی کنترلر جهت کنترل زاویه سمت یک شناور سطحی برای رسیدن به مقصد موردنظر(غریق فرضی) با کمک پردازش تصویر است.. برای انجام چنین وظیفه ای نیاز به طراحی الگوریتم های کنترلی برای هدایت شناور می باشد. الگوریتم های کنترلی بسیاری تا به حال بر روی این نوع شناورهاپیاده سازی شده است. دو نوع سیستم کنترلی متفاوت شبیهسازی می شود: روش اول کنترل بر پایه منطق فازی از طریق کنترل خطی است. همچنین به علت ساختار بسیار ساده کنترل کننده PID و سادگی پیاده سازی آن ، در روش دوم از الگوریتم های پیشرفته کنترلی همراه با این نوع کنترل کننده استفاده می‌شود. پاسخ سیستم شناور همراه با دو نوع کنترل کننده ارائه شده ارائه خواهد شد و سپس به کمک این نتایج کارایی هریک از سیستم های کنترلی با یکدیگر مقایسه می شوند. پس از شبیه سازی سیستم و ارائه نتایج، در مرحله آزمون تجربی یک سیستم رادیویی برای ارتباط با شناور طراحی و ساخته شده و با استفاده از یک الگوریتم پردازش‌تصویر، زاویه سمت لحظه‌ای شناور تعیین گردیده و به عنوان فیدبک به سیستم‌های کنترلی اعمال می‌شود. دستورهای کنترلی به کمک سیستم ارتباط رادیویی به شناور ارسال شده و شناور به سمت هدف تعیین‌شده حرکت می‌کند. نتایج آزمون های تجربی، موفقیت کنترل کننده را در هدایت شناور نشان می دهد. واژه‌های کلیدی: شناور سطحی بدون سرنشین، هدایت مسیر، سیستم کنترل فازی، کنترل زاویه سمت
- Abstract
- Recently the applications of unmanned systems are steadily increasing. Unmanned Surface Vessels (USV) can be used for military and rescue purposes. This paper designs a Fuzzy-LQR controller for Heading control of the USV system. A new analysis of the fuzzy system behavior presented helps to make possible precise integration of LQR features into fuzzy control. This Fuzzy-LQR controller is used to adjust the closed loop controller feedback gains in order to obtain the desired Heading (Yaw angle) under variations of the USV parameters and environmental variations. Matlab Simulink has been used to test and compare the performance of the LQR, Fuzzy-PID and Fuzzy-LQR controllers. The Fuzzy-LQR controller for USV is verified by simulation to show better performance by suppressing the uncertainty instability more effectively than the LQR besides minimizing the time of the mission proposed. The Fuzzy-LQR Controller is implemented on a RC-Boat and its yaw angle was controlled by using Image processing and Matlab Simulink simultaneously. The test results are shown in the thesis and the Boat was guided to the destination successfully. Keywords—USV, Fuzzy control, LQR control, Heading control, Image Processing
