چكيده فارسي :
امروزه ريزپرنده هاي داكتدفن، به دليل وجود داكت و در نتيجه توانايي حضور ايمن در محيط هاي سربسته، توجه بسياري را در حوزه هاي تجاري و پژوهشي به خود جلب نموده اند. از اين رو براي شناخت ملموس تر و انجام تجربي مانورها، نمونه اي از اين پرنده در دانشكده مهندسي هوافضاي دانشگاه صنعتي اميركبير ساخته شده است. در اين پژوهش در گام اول به مدل سازي پرنده پرداخته مي شود. بدين نحو كه پس از به دست آوردن مدل ديناميكي پرنده، پارامترهاي موجود در اين مدل به كمك روش هاي تجربي مورد محاسبه قرار گرفته اند كه در اين ميان مي توان به ضرايب آيروديناميك سطوح كنترل و ممان اينرسي پرنده اشاره نمود و در گام دوم به طراحي كنترل كننده براي پرنده مذكور پرداخته مي شود. كنترل ريزپرنده داكتدفن به دليل ناپايداري هاي ذاتي آن از جمله مساله هاي مهم در طراحي اين پرنده به شمار مي رود كه مطالعه پرنده هاي داكتدفن موجود نشان مي دهد روش كنترل غيرخطي وارون ديناميك به دليل پياده سازي هاي تجربي موفق روي پرنده، انتخاب مناسبي بين روش هاي كنترلي است. از اين رو پس از انتخاب روش كنترلي وارون ديناميك، به شبيه سازي و كنترل موقعيت پرنده در محيط سيمولينك پرداخته شده است. در اين روند، ابتدا فرمان موقعيت به پرنده، اعمال و توسط كنترل كننده به فرمان عملگرهاي كنترلي حالت تبديل مي شود. سپس اين فرمان ها توسط تغيير زواياي سطوح كنترل پرنده منجر به تغيير زواياي سمت، فراز و غلت پرنده و در نتيجه دستيابي به موقعيت مطلوب مي شوند. نتايج شبيه سازي نشان دهنده تعقيب مناسب فرمان ورودي و همچنين پايداري سيستم حلقه بسته براي ريزپرنده داكتدفن است.
چكيده لاتين :
Today, Ducted Fan micro aerial vehicle has attracted much attention in the field of business
and research due to the duct and, thus, the ability to be safe in enclosed environments. In order
to real identify and practical help to control and implement the vehicle in various maneuvers,
the experimental example of this VTOL MAV was built by Aerospace Engineering Department
of Amirkabir University of Technology. In this research, in the first step, the modeling of
the ducted fan is considered. In this way, after obtaining the dynamic model of the ducted
fan, the parameters in this model are calculated, using empirical methods. In this regard,
the aerodynamic coefficients of the control levels and the inertia of the ducted fan can be
mentioned. In the second step, the controller design of the ducted fan is discussed. Ducted-Fan
MAV control is one of the important issues in designing this fan due to inherent instability. The
study of vehicle that reported shows that nonlinear dynamic inversion is an appropriate choice
among control methods due to its successful empirical implementation on ducted fan. Thus,
by choosing this method, the control system was designed to follow the desired command of
the vehicle in the Simulink simulation environment. In this process, the position command
is first applied to the ducted fan and converted by the controller to the command of state
control actuators, after which these commands by changing the angles of the control levels of
the ducted fan lead to the change in the angles of the ducted fan’s side, the pitch, and the roll,
and, thus, achieved a desired position. The results indicated that the desired command was
correctly followed; also, the stability of the closed loop system was successfully accomplished
by using dynamic inversion method for the Ducted Fan MAV.
