Naslov
Regulacija visine lebdjenja AR.Drone Parrot Quad Helikoptera
(AR.Drone Parrot Quadrocopter hovering height control)

Autori
Maras, Ante

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, diplomski

Fakultet
Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Split

Datum
25.09

Godina
2013

Stranica
70

Mentor
Musić, Josip

Ključne riječi
AR.Drone; quadrocopter; PID regulator; identifikacija sustava; modeliranje sustava; efekt zaleta; regulacija visine lebdjenja
(AR.Drone; quadrocopter; PID regulator; system identification; system modelling; wind-up effect; hovering height regulation)

Sažetak
Glavni cilj ovoga rada bio je dizajniranje PID regulatora za regulaciju visine lebdjenja AR.Drone quadrocoptera. Prije svega, da bi realizirali bilo kakvu regulaciju fizičkog sustava, potrebno se najprije upoznati s mehaničkom strukturom, hardverom, softverom, te načinom upravljanja sustavom. Obzirom na dimenzije i težinu, AR.Drone posjeduje impozantna hardverska rješenje, gdje na prvo mjesto dolazi onboard kontrola i senzori koji zajedno čine unutarnju zatvorenu petlju zaduženu za stabilizaciju sustava. Upravljanje AR.Drone letjelicom pokazalo se kao jako jednostavno, s obzirom da postoji nekoliko automatiziranih naredbi koje su ključne za sigurno upravljanje letjelicom. Manevriranje u prostoru vrši se naredbama koje utječu na promjenu brzine vrtnje pojedinog rotora. Što se tiče kinematike i dinamike, AR.Drone se ponaša kao tipičan sustav sa 6 stupnjeva slobode gibanja. Kombinacije kinematičkih i dinamičkih jednadžbi zajedno opisuju model AR.Drone letjelice na najnižoj razini. Ako uključimo regulaciju s PID regulatorima dobijemo model unutarnje petlje letjelice. Obzirom da je zadatak rada bio dizajniranje PID regulatora za regulaciju visine lebdjenja, najveća pozornost posvećena je detaljima vezanim za vertikalno pozicioniranje letjelice. Identifikacija parametara letjelice potrebnih za vertikalno upravljanje letjelicom odrađena je pomoću dva različita pristupa: kao ''siva kutija'' i ''crna kutija''. Pokazalo se da je pristup sustavu kao crnoj kutiji rezultiralo boljim simulacijskim modelom. Dobiveni simulacijski model na kraju je iskorišten pri sintezi konačne (vanjske) petlje za regulaciju visine. Regulator koji je pritom implementiran je modificirani PID regulator. Podešavanje parametra regulatora izvršeno je pomoću tri različite metode, počevši od Ziegler- Nichols-ove metode koja daje ''najgrublje'' rezultate, preko softverske metode PID Tuning s prilično dobrim rezultatima podešenosti parametara. Nakon saznanja o kretanju vrijednosti parametara, metodom ručnog podešavanja izvršeno je ''fino'' podešavanje parametra, te je dobiven odziv željenog, granično aperiodskog odziva. Time su kriteriji zadatka ispunjeni i završena je sinteza odgovarajućeg PID regulatora za regulaciju visine lebdjenja.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Elektrotehnika, Računarstvo, Zrakoplovstvo, raketna i svemirska tehnika

POVEZANOST RADA