مروري بر مدلسازي، پايداري و كنترل ربات‌هاي بال‌زن

An Overview of Modeling, Stability, and Control of Flapping Robots

هواپيماهاي بدون سرنشين بال‌زن با توجه به توانايي پرواز بدون صدا در سرعت‌هاي كم و قابليت مانور زياد در معرض توجه قرار گرفته‌اند. در اين مقاله، با بررسي تاريخچة اين موضوع و اهميـت آن در زمينة علوم مهندسي، چگونگي بدست‌ آمدن نيروهاي مورد نياز برآي پرواز در بال زدن شرح داده مي‌شود. پس از آن، با بررسي جوانب مختلف و ارائة معادلات، مدل مناسبي به منظور دست­يابي به اهداف كنترلي بدست مي‌آيد. با توجه به پيچيدگي سينماتيكي و ديناميكي بال‌زن­ها، مدل به دست آمده غيرخطي و متناوب مي باشد. پايداري بال‌زن­ها كه اغلب با استفاده از روش­هاي متوسط­ گيري و نظرية فلوكه بررسي مي­شود، شرح داده شده ­است. چالش‌هاي كنترلي مطرح شده و مناسب‌ترين رويكردهاي كنترلي براي كنترل پرواز بال‌زن انتخاب مي‌شود. با توجه به محدوديت در وزن ربات بال‌زن، انتخاب قطعات الكترونيكي نيز به عنوان يك چالش بررسي خواهد شد.

Flapping drones have been the focus of attention for various reasons, such as the ability to fly scilently at low speeds and also high maneuverability. This article describes the history of flapping robots and their importance in engineering and how to obtain the forces required to fly. Then, by examining different aspects and presenting the equations, a suitable model is proposed to achieve the control objectives. Due to the kinematic and dynamic complexity, the obtained model is non-linear and periodic. The stability of the robot, which has been often investigated through the averaging and Floquet theory, is also described. In order to stabilize the robot, useful methods presented taking into account the possible challenges in controlling the altitude and attitude. Considering the weight limitations of the robot, selection of electronic components was also considered as a challenge. ‌‌