عنوان مقاله :
بررسي تجربي اثر تغيير مكان عمودي مركز جرم چهارپره بر عملكرد پروازي از طريق شناسايي حوزه‌ي فركانس
عنوان به زبان ديگر :
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF VERTICAL CG POSITION CHANGES ON QUADROTOR'S PERFORMANCE VIA FREQUENCY-DOMAIN IDENTIFICATION TECHNIQUES
پديد آورندگان :
عبداللهي، محمدرضا دانشگاه صنعتي شريف - دانشكده ي مهندسي هوافضا , بنازاده، افشين دانشگاه صنعتي شريف - دانشكده ي مهندسي هوافضا , پورتاكدوست، حسين دانشگاه صنعتي شريف - دانشكده ي مهندسي هوافضا
كليدواژه :
چهارپره , شناسايي تجربي , حوزه‌ي فركانس , مودهاي ديناميكي , تغيير مركز جرم
چكيده فارسي :
در تحقيق تجربي حاضر، مكان‌يابي بارها و اثر جابه‌جايي آن‌ها بر عملكرد پروازي و خواص پايداري چهارپره‌هاي مرسوم بررسي شده است. براي دست‌يابي به بالاترين مكان مركز جرم، داده‌هاي بيش از هشتاد آزمايش پرواز به‌وسيله‌ي شناسايي حوزه‌ي فركانس مورد ارزيابي قرار گرفته است. داده‌ها توسط ژيروسكوپ، شتاب‌سنج و مغناطيس‌سنج اندازه‌گيري و جمع‌آوري شده و با استفاده از فيلتر كالمن تعميم يافته احياء شده‌اند. با استفاده از اين داده‌ها، مودهاي طولي و عرضي چهارپره شناسايي شده و رفتارشان با هدف پيدا كردن مكاني كه در آن مودهاي ديناميكي دچار ناپايداري شده‌اند تحقق بخشيده شده و تغييرات ضريب ميرايي در مقابل تغيير مركز جرم نشان داده شده است. براي صحه‌گذاري و اطمينان از نتايج حاصله، از چهارپره‌يي ديگر براي مقايسه‌ي نتايج استفاده شده است. علاوه بر اين، به منظور بررسي عدم قطعيت و نويزهاي موجود روي داده‌هاي سيستم اندازه‌گيري، هر آزمايش چهار بار تكرار شده و رفتار ميانگين نتايج گزارش شده است.
چكيده لاتين :
Payload placement on quad-rotor (QR) is a subject of considerable importance
during its flight and maneuvering phases. In this sense, any changes in the
payload position, especially along the vertical axis, could significantly affect the QR center of gravity (CG) position and, in turn, its performance, dramatically. The current experimental study investigates the effect of payload vertical positioning on the performance and stability characteristics of a typical QR. The QR is test flown for more than eighty times with different payload positions, whose recorded flight data (RFD) are filtered using extended Kalman filter and subsequently utilized for QR frequency domain analysis. The RFDs are used to identify the QR longitudinal and lateral modes. In addition, the mode changes trend against the center of gravity location has led to the determination of the CG position at which instability occurs. The experimental results show that as the QR CG moves up along its vertical axis, its dynamics modes move towards the origin on the real axis taking the QR closer to borderline dynamic instability. Moreover, the damping behavior of the longitudinal and lateral modes with respect to CG has been extracted that in turn can lead to CG based techniques for QR damping control. In addition, in order to generalize the present results to be useful for other QRs, the QR parameters have been nondimensionalized, and an effective nondimensional
parameter through which results can be extended to other QRs is determined. The newly introduced nondimensional parameter is used against another set of data, extracted from a different QR for verification and comparative purposes.
Finally, to account for uncertainties and stochastic noise in the RFD measures,
each experimental stage is repeated four times; and the results of the mean
behavior are reported, too.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك شريف
