Stabilizacja lotu wielowirnikowego robota latającego z napędem elektrycznym w warunkach zmiennego obciążenia i konfiguracji z wykorzystaniem pokładowych systemów mikroawioniki
[ 1 ] Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej, Wydział Elektryczny, Politechnika Poznańska | [ P ] pracownik
[ 1 ] Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej, Wydział Elektryczny, Politechnika Poznańska | [ P ] pracownik
[ 1 ] Instytut Automatyki i Inżynierii Informatycznej, Wydział Elektryczny, Politechnika Poznańska | [ P ] pracownik
EN Flight stabilization of the electric multi-rotor flying robot under varying load and configuration using the on-board microavionics
polski
- wielowirnikowa platforma latająca
- robot latający
- czujniki inercyjne
- platforma latająca z manipulatorami
- multirotor flying platfom
- inertial sensors
- flying robot
- mobile manipulating unmanned aerial vehicles
PL W rozprawie przedstawiono proces rozwiązania problemu związanego z dodaniem dwuramiennego systemu manipulacyjnego do platformy latającej. Przestawiono ewolucję konstrukcji platformy bazowej wraz z awioniką pokładową. Rezultatem przeprowadzonych prac jest czterokrotna redukcja odchylenia standardowego wyników pomiarowych. W pracy opisano strukturę sterowania która została przetestowana symulacyjnie, a następnie zweryfikowana na rzeczywistym obiekcie. W kolejnym kroku zaprojektowano i wykonano dwuramienny system manipulacyjny wraz z modułem sterującym. Określenie rozkładu mas w oparciu o model kinematyczny, pozwoliło na wyznaczenie wypadkowego momentu obrotowego, działającego na platformę przy zmianie konfiguracji. Koncepcja polega na modyfikacji członu dystrybuującego sygnały sterujące pomiędzy jednostki napędowe (mikser) oraz wykorzystuje proste i odwrotne modele ciągu jednostek napędowych. Koncepcję przebadano wstępnie w środowisku symulacyjnym po czym wykonano ich weryfikacje na rzeczywistej platformie latającej. Wyniki potwierdziły skuteczność zaproponowanych rozwiązań.
EN This thesis presents the process of solving problem of adding a two-armed manipulation system to a flying platform. First the evolution of the base platform and onboard avionics is described. Developed solutions resulted in fourfold reduction of measurements standard deviation. Second the chosen control structure is described and its simulation results are presented. The control structure was verified on a real object. In the next step, design of the two-armed manipulation system with a control module is presented. Determination of the mass distribution, based on a kinematic model, allowed to determine the resultant torque acting on the platform after the configuration change. Proposed concept for incorporating the compensation of this know disturbance into control structure is based on modification of the motors control signal distribution unit (mixer) and using forward and reverse drive train models. The concept was pre-tested in a simulation environment and then verified on a real flying platform. The results confirmed the effectiveness of the proposed solutions.
125
elektrotechnika, elektronika, inżynieria informatyczna
automatyka i robotyka
DrOIN 1835
publiczny
Stefan Domek
Szczecin, Polska
09.05.2017
polski
publiczny
Paweł Drapikowski
Poznań, Polska
24.04.2017
polski
publiczny
rozprawa doktorska
Poznań, Polska
06.06.2017
Rada Wydziału Elektrycznego Politechniki Poznańskiej
doktor nauk technicznych w dyscyplinie: automatyka i robotyka