شبیه سازی دینامیکی و طراحی کنترلر غیرخطی برای ربات تمیزکننده بدنه کشتی

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: شبیه سازی دینامیکی و طراحی کنترلر غیرخطی برای ربات تمیزکننده بدنه کشتی

ارائه دهنده: Provider: مهدی جعفرپور - مهندسی مکانیک

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر امین ایمانی

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر مهدی کریمی و دکتر علیرضا شوشتری

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: ساعت 15 - 1405/4/27

مکان ارائه: Place of presentation: کلاس 55c

چکیده: Abstract: ربات‌های تمیزکننده بدنه کشتی، به عنوان جایگزینی کارآمد برای روش‌های سنتی نظافت، در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته‌اند. این ربات‌ها به دلیل حرکت در محیط زیرآب و تماس مستقیم با بدنه کشتی، دارای دینامیک غیرخطی، کوپلینگ شدید بین درجات آزادی و اغتشاشات محیطی می‌باشند. در این پژوهش، ابتدا مدل دینامیکی کامل ربات در فضای شش درجه آزادی استخراج گردید. سپس با توجه به چسبندگی کامل ربات به بدنه کشتی و اعمال قیود فیزیکی، مدل به سه درجه آزادی (حرکت طولی، حرکت عرضی و چرخش یاو) کاهش داده شد. برای کنترل حرکت ربات، سه ساختار کنترلی شامل کنترل‌کننده مد لغزشی ، کنترل‌کننده مد لغزشی با سطح لغزش انتگرالی و کنترل‌کننده خطی سازی فید بک طراحی و پیاده‌سازی گردیدند. شبیه‌سازی‌ها در محیط MATLAB/Simulink انجام شد. نتایج نشان داد که مدل شش درجه آزادی به دلیل کوپلینگ قوی، عملکرد مناسبی ندارد، اما با کاهش درجات آزادی به مدل سه درجه، هر سه کنترل‌کننده عملکرد پایدار و قابل قبولی از خود نشان دادند. همچنین، کنترل‌کننده خطی سازی فیدبک با وجود سادگی ساختار، عملکرد قابل قبولی داشت. به طور کلی، ترکیب مدل سه درجه آزادی با کنترل‌کننده مد لغزشی با سطح انتگرالی به عنوان بهترین گزینه برای ربات تمیزکننده بدنه کشتی پیشنهاد می‌گردد.