Μη γραμμικός αυτόματος έλεγχος για μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα με τη μέθοδο backstepping

Καζακίδης, Χαράλαμπος

dc.contributor.advisor	Alexandridis, Alex
dc.contributor.author	Καζακίδης, Χαράλαμπος
dc.date.accessioned	2022-10-18T12:35:07Z
dc.date.available	2022-10-18T12:35:07Z
dc.date.issued	2022-10-13
dc.identifier.uri	https://polynoe.lib.uniwa.gr/xmlui/handle/11400/3137
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26265/polynoe-2977
dc.description.abstract	Στην εργασία αυτή μελετήθηκε το πρόβλημα παρακολούθησης πηγαίας τροχιάς για το μη γραμμικό σύστημα του τετρακόπτερου χρησιμοποιώντας διάφορες μεθόδους ελέγχου. Ο έλεγχος ενός τετρακόπτερου αποτελεί ένα δύσκολο πρόβλημα καθώς η δυναμική του συμπεριφορά, η οποία σε αυτή την εργασία εξάγεται μέσω των εξισώσεων Newton Euler παρουσιάζει μη γραμμικούς και ισχυρά συζευγμένους όρους πολλαπλών εισόδων - εξόδων. Ο έλεγχος του τετρακόπτερου υλοποιήθηκε με την μέθοδο backstepping. Η μέθοδος backstepping ανήκει στην κατηγορία των μη γραμμικών μεθόδων ελέγχου. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στη διαμόρφωση δύο μη γραμμικών μεθοδολογιών ελέγχου που χρησιμοποιούν τη μέθοδο backstepping για να αντιμετωπιστεί το πρόβλημα παρακολούθησης πηγαίας τροχιάς για το εξεταζόμενο σύστημα, έχοντας παράλληλα εξασφαλίστει και η θεωρητική ευστάθεια για τα σήματα ελέγχου. Ο πρώτος ελεγκτής backstepping που υλοποιείται αντιμετωπίζει το πρόβλημα παρακολούθησης πηγαίας τροχιάς για το σύστημα του τετρακόπτερου, ενώ ο δεύτερος εκτελεί παρακολούθηση πηγαίας τροχιάς υπό διαταραχές. Οι διαταραχές υπό μελέτη είναι μικρού και μεγάλου πλάτους. Σε ένα σενάριο είναι γνωστές στον ελεγκτή ενώ σε άλλο σενάριο είναι άγνωστες στον ελεγκτή. Επιπλέον υλοποιήθηκε και ένας ελεγκτής LQR για την παρακολούθηση πηγαίας τροχιάς για το σύστημα του τετρακόπτερου. Ο LQR είναι γραμμική μέθοδος ελέγχου και υλοποιήθηκε για σύγκριση με την μη γραμμική μέθοδο backstepping. Επιπρόσθετα υλοποιήθηκε και ένας ελεγκτής PID για τον έλεγχο της στάσης και του ύψους του τετρακόπτερου. Πραγματοποιήθηκαν προσομοιώσεις στο Matlab και τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων επιβεβαιώνουν την αποδοτικότητα της αναπτυσσόμενης μεθοδολογίας.	el
dc.format.extent	82	el
dc.language.iso	el	el
dc.publisher	Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές	*
dc.rights	Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Διεθνές	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/	*
dc.subject	Αλγόριθμοι	el
dc.subject	PID controller	el
dc.subject	LQR controller	el
dc.subject	Backstepping	el
dc.subject	Θεώρημα Lyapunov	el
dc.subject	Μη γραμμικά συστήματα	el
dc.subject	Μη επανδρωμένα ιπτάμενα οχήματα	el
dc.subject	Παρακολούθηση πηγαίας τροχιάς	el
dc.subject	Τετρακόπτερο	el
dc.subject	Unmanned aerial vehicle	el
dc.subject	Quadcopter	el
dc.subject	Algorithm	el
dc.subject	Nonlinear systems	el
dc.subject	Linear–quadratic regulator	el
dc.subject	Trajectory tracking	el
dc.title	Μη γραμμικός αυτόματος έλεγχος για μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα με τη μέθοδο backstepping	el
dc.title.alternative	Nonlinear automatic control for unmanned aerial vehicles using backstepping	el
dc.type	Διπλωματική εργασία	el
dc.contributor.committee	Μαλατέστας, Παντελής
dc.contributor.committee	Kandris, Dionisis
dc.contributor.faculty	Σχολή Μηχανικών	el
dc.contributor.department	Τμήμα Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών	el
dc.description.abstracttranslated	In this thesis the trajectory tracking problem for the nonlinear quadcopter system was studied using various control methods. The control of a quadcopter is a difficult problem due to it’s dynamic behavior, which in this paper is established using Newton Euler formalism equations. The quadcopter is a multiple input – output system with strongly coupled terms. Due to the nonlinear dynamical model the control of the quadcopter is a difficult problem. The control of the quadcopter was inplemented using the backstepping method that is a nonlinear method. Emphasis was given to the formulation of two nonlinear control methods using the backstepping method to address the trajectory tracking problem for the system under consideration while ensuring the theoretical stability of the control signals. The first backstepping controller implemented addresses the quadcopter trajectory tracking problem while the second one performs trajectory tracking under disturbances. The disturbances under consideration are of small and large amplitude. In a scenario the disturbances are known to the controller while in another scenario the disturbances are unknown to the controller. Additionally an LQR controller was implemented to control the trajectory tracking for the quadcopter system. The LQR is a linear control methodology and it was implemented to compare it with the backstepping method. Moreover a PID controller was implemented to control the attitude and the height of the controller. Simulations were carried out in Matlab and the results confirm the efficiency of the methodology.	el

Αρχεία σε αυτό το τεκμήριο

Όνομα:: Kazakidis_212017149.pdf
Μέγεθος:: 5.176Mb
Τύπος:: PDF
Περιγραφή:: Διπλωματική εργασία

Προβολή/Άνοιγμα

Αυτό το τεκμήριο εμφανίζεται στις ακόλουθες συλλογές

Διπλωματικές εργασίες
Διπλωματικές εργασίες τμήματος Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών

Εμφάνιση απλής εγγραφής

Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές

Εκτός από όπου επισημαίνεται κάτι διαφορετικό, το τεκμήριο διανέμεται με την ακόλουθη άδεια:
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές