مدلسازی دینامیکی، شبیه سازی وکنترل یک کوادروتور با استفاده از داده های آزمایشگاهی سنسورهای MEMS

Abstract

این مقاله به کنترل یک کوادروتور بر اساس تخمین وضعیت بدست آمده از سنسورهای MEMS می‌پردازد. در ابتدا، مدل دینامیکی کوادروتور استخراج شده و سپس با استفاده از الگوریتم PID معکوس، کنترل وضعیت آن در نرم¬افزار متلب شبیه¬سازی شده است. برای واقعی¬تر کردن مدل شبیه¬سازی و نزدیک کردن آن به واقعیت، از داده¬های آزمایشگاهی استفاده گردیده است. به همین منظور یک مجموعه آزمایشگاهی تشکیل شده از یک بدنه حامل سنسورهای شتاب سنج و سرعت زاویه¬ای که در دو سمت آن دو موتور ملخ‌دار نصب گردیده و حول یک شفت دوران می¬کند طراحی و ساخته شد. از آنجاییکه داده¬های آزمایشگاهی برای سنسورها نشان از خطا و نویزی بودن آنها دارد از یک فیلتر کالمن برای کاهش نویز سنسورها استفاده گردید و نتایج عملکرد کنترلر با استفاده از خروجی¬ سنسورها و خروجی فیلتر کالمن با هم مقایسه شدند. نتایج بدست آمده نشان از عملکرد خوب فیلتر کالمن و کنترل مناسب مجموعه می¬باشد.