Αντικείμενο της εργασίας είναι ο έλεγχος του προσανατολισμού ελικοπτέρου Quadrotor με χρήση ελεγκτή PID. Το ελικόπτερο Quadrotor είναι ένα μη γραμμικό, ασταθές, υποενεργοποιούμενο σύστημα. Για αυτούς τους λόγους, ο έλεγχός του παρουσιάζει σοβαρά προβλήματα. Ο ελεγκτής PID αρχικά εφαρμόζεται στο γραμμικοποιημένο μοντέλο του συστήματος, και εν συνεχεία διακριτοποιείται και εξετάζεται στο πλήρες μη γραμμικό μοντέλο του Quadrotor. Ιδιαίτερο βάρος δίνεται στη ρύθμιση του ελεγκτή PID. Αφού παρουσιαστούν οι κυριότερες μέθοδοι ρύθμισης ενός τέτοιου ελεγκτή, επιλέγεται η μέθοδος Extremum Seeking, μία επαναληπτική μέθοδος που βελτιστοποιεί τον PID ώστε να ελαχιστοποιείται τοπικά μια συνάρτηση κόστους. Σημαντικό πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου αποτελεί το γεγονός ότι μπορεί να εφαρμοστεί κατ' ευθείαν στο μη γραμμικό μοντέλο του συστήματος βελτιστοποιώντας περαιτέρω τον ελεγκτή. Στη συνέχεια ο ελεγκτής PID εξετάζεται σε ένα πραγματικό ελικόπτερο που κατασκευάστηκε στο εργαστήριο. Στο πειραματικό αυτό σύστημα, η υλοποίηση του PID γίνεται σε έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή, με τη βοήθεια του προγράμματος Labview ενώ η επικοινωνία ανάμεσα στον υπολογιστή και στο ελικόπτερο επιτυγχάνεται με τη βοήθεια σειριακής θύρας RS232. Μετά τη διεξαγωγή των πειραμάτων και την αξιολόγηση της απόδοσης του ελεγκτή PID, αναφέρονται τα γενικότερα συμπεράσματα της εργασίας, καθώς και προτάσεις για περαιτέρω έρευνα. / This thesis focuses on attitude control of a quadrotor helicopter with PID technique. Quadrotor is a non linear, unstable, underactuated system, so the controller design is a very challenging task. Initially the PID controller is applied to the linearized model of the helicopter, and then to the discretized one, because the controller is later implemented on a personal computer. Then we describe some PID tuning techniques that are often used in practice. In this thesis we use Extemum Seeking which is an iterative, optimization method for the PID tuning that can be used in either linear or non linear models. So Extremum Seeking can be applied to the full non linear model of the quadrotor to further improve the PID parameters. Finally the PID controller is applied to a real Quadrotor helicopter. The controller is implemented on Labview while the communication between the PC and the helicopter is achieved with two RS232 links.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/4705 |
| Date | 04 October 2011 |
| Creators | Θάνου, Μιχαήλ |
| Contributors | Τζες, Αντώνιος, Thanou, Michael, Τζες, Αντώνιος, Κούσουλας, Νικόλαος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
Page generated in 0.0019 seconds