شکل ‏۴‌.۲۷ ارتباط سیستم وضعیت سنج و خلبان خودکار ۱۱۹
شکل ‏۴‌.۲۸ نمای کلی فایل شبیه سازی ۱۲۰
شکل ‏۴‌.۲۹ گراف های جداگانه زاویه غلت ( اجرای اول ) ۱۲۱
شکل ‏۴‌.۳۰ گراف های منطبق زاویه غلت ( اجرای دوم ) ۱۲۲
شکل ‏۴‌.۳۱ گراف های جداگانه زاویه اوج ( اجرای اول ) ۱۲۳
شکل ‏۴‌.۳۲ گراف های منطبق زاویه اوج ( اجرای دوم ) ۱۲۴
شکل ‏۴‌.۳۳ گراف های جداگانه زاویه سمت ( اجرای اول ) ۱۲۴
شکل ‏۴‌.۳۴ گراف های منطبق زاویه سمت ( اجرای دوم ) ۱۲۵
شکل ‏۴‌.۳۵ گراف های پایداری محور غلت ( اجرای سوم ) ۱۲۶
شکل ۴‌.۳۶ گراف میزان حرکت سطوح Aileron ( اجرای سوم ) ۱۲۶
شکل ۴‌.۳۷ گراف های پایداری محور اوج ( اجرای سوم ) ۱۲۷
شکل ‏۴‌.۳۸ گراف میزان حرکت سطوحElevator ( اجرای سوم ) ۱۲۷
فصل اول : نمای کلی از طرح
بیان مسئله
سیستم خلبان خودکار کامل عبارت است از مجموعه سخت افزاری و نرم افزاری که ضمن کنترل پرنده امکان مشاهده موقعیت، سرعت و وضعیت پرنده و همچنین گذر از نقاط راه را فراهم می آورد. سیستم های متداول به طور معمول شامل سنسور اندازه گیری وضعیت (AHRS[1]) و سنسور نشانگر موقعیت ([۲]GPS) هستند که حضور سنسور اندازه گیری وضعیت در این مجموعه سبب افزایش قیمت کل مجموعه به میزان قابل ملاحظه ای خواهد شد. ضمن اینکه عدم امکان دسترسی سریع به آن نیز سبب افزایش زمان ساخت مجموعه خواهد شد. با بهره گرفتن از داده های موجود GPS و یک سری روابط ریاضی می توان به محاسبه وضعیت پرنده ، یا به عبارتی زوایای غلت[۳] ، اوج[۴] ، سمت[۵] آن پرداخت .
وجود سیستم ناوبری که تنها با بهره گرفتن از سامانه GPS بتواند 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 سیستم ناوبری ارزان قیمت[۶] می تواند به عنوان سیستم پایدارساز و خلبان خودکار در پرنده های بدون سرنشین ارزان قیمت نظیر پرنده های آموزشی، دست پرتاب، هدف و … مورد استفاده قرار گیرد.

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

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 کاربردی و قابل اجرا که با انجام آن می توان بدون داشتن یک سیستم وضعیت سنج ، اطلاعات ناوبری را تنها با بهره گرفتن از یک GPS استخراج نمود . استفاده از چنین روشی در پرنده های بدون سرنشین ارزان قیمت نظیر پرنده های هدف[۷] ، آموزشی ، دست پرتاب و میکرو و پرنده های انتحاری یکبار مصرف بسیار مهم و کاربردی 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 ، دسترسی سریع به آن ممکن نیست لذا سبب افزایش 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 هزینه های 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 باشد و به آن تکنولوژی [۹]COTS اطلاق 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 .
AHRS به 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 :

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

همچنین برای پیشبرد تحقیق در ابتدا پذیرفته شده است که :

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...