طراحی خلبان خودکار با استفاده از سیستم موقعیت یاب و حذف سیستم وضعیت سنج برای هواپیماهای بدون سرنشین :پایان نامه ارشد مهندسی برق

دانلود پایان نامه طراحی خلبان خودکار با استفاده از سیستم موقعیت یاب و حذف سیستم وضعیت سنج برای هواپیماهای بدون سرنشین

دانلود پایان نامه ارشد مهندسی برق

پایان نامه ای که به شما همراهان صمیمی فروشگاه مسترداک معرفی میگردد از سری پایان نامه های جدید رشته  مهندسی برق و با عنوان طراحی خلبان خودکار با استفاده از سیستم موقعیت یاب و حذف سیستم وضعیت سنج برای هواپیماهای بدون سرنشین در ۱۳۸ صفحه با فرمت Word (قابل ویرایش) در مقطع کارشناسی ارشد تهیه و نگارش شده است. امیدواریم مورد توجه کاربران سایت و دانشجویان عزیز مقاطع تحصیلات تکمیلی رشته های جذاب مهندسی برق قرار گیرد.

 

چکیده طراحی خلبان خودکار با استفاده از سیستم موقعیت یاب و حذف سیستم وضعیت سنج برای هواپیماهای بدون سرنشین:

در این پایان نامه به بررسی کاربرد اطلاعات سرعت محاسبه شده توسط سیستم موقعیت یاب جهانی در حلقه های کنترلی هواپیما پرداخته می شود. تلفیق اطلاعات سرعت و نوشتن سفت افزاری برای محاسبه وضعیت پرنده از روی داده های جی پی اس  ، از موضوعات بحث شده در این پایان نامه می باشد.

تمام اطلاعات بدست آمده تنها بر پایه یک جی پی اس تک آنتنی است و می تواند بر روی تمام هواپیماهای متداول و عمومی استفاده شود.

 

بیان مسئله

سيستم خلبان خودکار کامل عبارت است از مجموعه سخت افزاري و نرم افزاري که ضمن کنترل پرنده امکان مشاهده موقعيت، سرعت و وضعيت پرنده و همچنين گذر از نقاط راه را فراهم مي آورد. سيستم هاي متداول به طور معمول شامل سنسور اندازه گيري وضعيت (AHRS[1]) و سنسور نشانگر موقعيت ([۲]GPS) هستند که حضور سنسور اندازه گيري وضعيت در اين مجموعه سبب افزايش قيمت کل مجموعه به میزان قابل ملاحظه ای خواهد شد. ضمن اينکه عدم امکان دسترسي سريع به آن نيز سبب افزايش زمان ساخت مجموعه خواهد شد. با استفاده از داده هاي موجود GPS و يک سري روابط رياضي مي توان به محاسبه وضعيت پرنده ، یا به عبارتی زوایای غلت[۳] ، اوج[۴] ، سمت[۵] آن پرداخت .

وجود سیستم ناوبری که تنها با استفاده از سامانهGPSبتواند تمامی نیازهای یک پرنده را به جهت کنترل فراهم نماید این امکان را برای افراد فراهم می سازد تا از این پس بتواند از دغدغه های تهیه سنسورهای مکانیکی و الکترومکانیکی که تا به امروز یکی از گلوگاه های بزرگ صنعت هوافضا محسوب می شود بکاهد و در عوض محصولی تهیه کند که طبق استاندارد های GPS که سال هاست از فرایند طراحی و اصلاح آن می گذرد ، به آن قابلیت ناوبری و هدایت پرنده را بدهد . این سيستم ناوبری ارزان قيمت[۶] مي تواند به عنوان سيستم پايدارساز و خلبان خودکار در پرنده هاي بدون سرنشين ارزان قيمت نظير پرنده هاي آموزشی، دست پرتاب، هدف و … مورد استفاده قرار گيرد.

هدف از طراحی سیستم خلبان خودکار با جی پی اس

آنچه که به عنوان نتیجه مشخص این تحقیق قابل دفاع است ، عبارت است از ارائه یک روش علمی کاربردي و قابل اجرا که با انجام آن می توان بدون داشتن یک سیستم وضعیت سنج ، اطلاعات ناوبری را تنها با استفاده از یکGPS استخراج نمود . استفاده از چنین روشی در پرنده هاي بدون سرنشین ارزان قیمت نظیر پرنده های هدف[۷]، آموزشی ، دست پرتاب و میکرو و پرنده های انتحارییکبار مصرف بسیار مهم و کاربردي جلوه می نماید.

دلایل اهمیت حذف سیستم های وضعیت سنج

در حال حاضر سیستم های ناوبری موجود عموما به صورت GPS/AHRS است که وجود AHRS در آن سبب افزایش قیمت کل مجموعه خواهد شد که در پرنده های ارزان قیمت توجیه اقتصادی ندارد ضمن اینکه به دلیل وارداتی و تحریم بودن اغلب این سنسورها ، دسترسي سريع به آن ممکن نیست لذا سبب افزايش زمان ساخت مجموعه نیز خواهد شد.

با عنایت به گفتار پیشین ، دلایل گرایش به این تحقیق را می توان به موارد ذیل نسبت داد :

  • بالابردن ضریب اطمینان ناوبری در برابر مشکلات رایج وضعیت سنج های متداول ( ناپایداری و اشباع [۸]IMU در حین پرواز )
  • کاهش محسوس هزينه هاي خرید و ساخت سامانه های هدایت و کنترل
  • افزایش تولیدات محصولات پهپاد ارزان قیمت به جهت آموزش نیروها و انجام ماموریت های آزمایشی
  • کاهش استهلاک ناوگان هواپیمایی
  • قطع وابستگی به خارج ، به جهت تهیه قطعات نظامی که همواره در معرض تحریم قرار دارد ( به دلیل استفاده از محصولات تجاری الکترونیکی که همواره در بازار داخل موجود است)

 

سوالات کلیدی

در صنعت آنچه امروزه مورد توجه بسیاراست ، استفاده از ابزارهای عمومی ، برای ساختن تجهیزات جدید می باشدو به آن تکنولوژی [۹]COTSاطلاق می شود . از فواید استفاده از این ابزارها می توان به موارد ذیل اشاره کرد :

  • به طور معمول از پیدایش آن ها زمان زیادی می گذرد ، بنابراین اصلاحات متعددی بر رویشان اعمال شده است
  • نسبت به محصولات مشابه ، به دلیل تولید در تیراژ بالا ، ارزان تر هستند
  • همیشه دسترسی به آن ها امکان پذیر است
  • کاربر پسند[۱۰] طراحی می شوند

در مقابل نیز ایراداتی چون موارد زیر به این محصولات وارد است :

  • عدم وجود دقت کافی
  • عدم وجود مقاومت لازم در برابر پدیده های فیزیکی بیرونی
  • قابلیت اطمینان پایین

محصولات تولیدی در صنعت خلبان خودکار ، همواره به دلیل لزوم ایجاد یک ناوگان مستحکم ، مقاوم و قابل اطمینان ، اکثرا در رده نظامی طراحی می شوند که هزینه ساخت آن ها فوق العاده بالا می باشد . ساخت چنین محصولاتی ، اگرچه در خود ناوگان هوایی امری ضروری ست ، اما در بخش های آموزشی ، پرنده های دست پرتاب[۱۱] ، پرنده های هدف ، چندان ضرورتی ندارد .

AHRSبه عنوان قلب سیستم های ناوبری ، یکی از همین سامانه هاست که در ناوگان هوایی همواره مسئله ساز است . در این تحقیق کوشیده شده تا به این سوالات پاسخ داده شود :

  • آیا می توان با استفاده از اطلاعات خروجی یک GPS تخمینی از وضعیت بدنی پرنده داشت ؟
  • آیا لختی محاسبات با استفاده از الگوریتم کالمن فیلتر تا جایی کم می شود که بتوان از این اطلاعات در هدایت و کنترل استفاده کرد ؟
  • محدودیت های سنسور جدید چیست ؟
  • میزان اختلاف اطلاعات محاسبه شده با مقادیر خروجی AHRS چیست ؟

همچنین برای پیشبرد تحقیق در ابتدا پذیرفته شده است که :

  • اطلاعات خروجی لزوما انطباق دقیقی با وضعیت بدنی پرنده ندارد و تا جایی معتبر است که بتوان ماموریت های کلی آموزش و … را که پیشتر به آن اشاره شد ، پوشش دهد .
  • این خلبان خودکار نمی تواند در ماموریت های نظامی حساس به تنهایی مورد استفاده قرار گیرد
  • جایگزینی زوایای شبه اوج و شبه سمت به جای زوایای اوج و سمتمورد نیاز برای هدایت و کنترل در خلبان خودکار
مراحل خرید فایل دانلودی
اگر محصول را می پسندید لطفا آنرا به اشتراک بگذارید.

دیدگاهی بنویسید

0