کنترل یک کوادروتور مجهز به بازوی رباتیک بر اساس تخمین اغتشاش

در سال های اخیر، پهپادهای بدون سرنشین به علت سرعت و قابلیت مانور بیشتر نسبت به وسایل نقلیه زمینی در زمینه های صنعتی و تحقیقاتی محبوبیت زیادی به دست آورده اند. پژوهش حاضر به سیستمی مرکب از یک کوادروتور و یک بازوی رباتیک سری می-پردازد. در این مقاله هدف ارایه ی یک الگوریتم تخمین-کنترل برای دستیابی به ردیابی مسیر برای کوادروتور و مجری نهایی است. به این منظور ابتدا سینماتیک و دینامیک کوادروتور با استفاده از کواترنیون و معادلات نیوتون-اویلر استخراج می شود. سپس یک بازوی رباتیک سه درجه آزادی که به زیر کوادروتور متصل می شود در نظر گرفته شده و معادلات آن با استفاده از الگوریتم بازگشتی نیوتون-اویلر نوشته می شود. به منظور کنترل کوادروتور از دو حلقه ی داخلی و خارجی، به ترتیب برای جهت گیری کوادروتور و موقعیت آن استفاده می شود. گشتاور وارد به کوادروتور ناشی از حرکت بازوی رباتیک یا اعمال نیرو به آن توسط یک فیلتر کالمن تخمین زده شده و به حلقه ی کنترل داخلی کوادروتور داده می شود. همچنین نیروی وارد به کوادروتور ناشی از عملکرد بازو نیز تخمین زده شده و توسط حلقه ی خارجی جبران می شود. برای ردیابی مسیر توسط مجری نهایی بازو از یک الگوریتم سینماتیک معکوس استفاده شده است. سیستم مرکب شامل کوادروتور و بازو به منظور اطمینان از صحت عملکرد با انجام ماموریت ای مختلف شبیه سازی می شود. نتایج شبیه سازی با یک پژوهش قبلی مقایسه می شود که نشان دهنده ی بهبود عملکرد الگوریتم ارایه شده است.