Phương pháp thiết kế và thực thi mô phỏng hướng đối tượng trong thời gian thực với kiến trúc hướng theo mô hình cho hệ thống điều khiển của Quadrotor UAV

- TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: Phương pháp thiết kế và thực thi mô phỏng hướng đối tượng trong thời gian thực với kiến trúc hướng theo mô hình cho hệ thống điều khiển của Quadrotor UAV Tác giả luận văn: Lương Quang Huân Khóa: CLC2016B Người hướng dẫn: TS.
- Lê Thị Thái Từ khóa (Keyword): UAV: Unmanned Aerial Vehicle (máy bay không người lái), Quadrotor (máy bay không người lái 4 chong chóng mang) Nội dung tóm tắt: a) Lý do chọn đề tài: Trong những năm gần đây, loại phương tiện bay không người lái siêu nhỏ (MUAV – Miniature UAV) đã được phát triển nhanh chóng ở nước ta nhằm có thể mang lại nhiều ứng dụng trong cả lĩnh vực dân sự và quân sự.
- Trong đó, loại UAV nhiều cánh quạt mang (ví dụ Quadrotor UAV) được quan tâm và phát triển mạnh hơn bởi ưu điểm có thể cất hạ cánh thẳng đứng, vận hành đơn giản và an toàn hơn.
- Tuy nhiên, vấn đề điều khiển và ổn định bám quỹ đạo bay một cách tự hành và tránh được vật cản của loại phương tiện bay này cần được xem xét bởi độ phức tạp của mô hình động lực học phi tuyến ảnh hưởng tới các chế độ hoạt động cũng như an toàn của toàn bộ hệ thống.
- Do đó, để giải quyết vấn đề trên, các phương pháp phát triển hướng mô hình hóa đối tượng đã cho phép tạo ra các bản thiết kế trực quan và có khả năng đáp ứng được các yêu cầu thay đổi của hệ thống điều khiển.
- Cách tiếp cận theo hướng mô hình có các ưu điểm như tính linh hoạt, di động và xuyên suốt giữa ứng dụng phát triển và các hệ thống tương tác và khả năng dễ dàng tái sử dụng các thành phần đã phát triển nhằm giảm thời gian, chi phí, nhân lực cho các dự án phát triển hệ thống công nghiệp.
- Vì vậy, để phát triển hệ thống điều khiển tự hành cho máy bay Quadrotor UAV có khả năng tùy biến và tái sử dụng, đồ án lựa chọn nghiên cứu “Phương pháp thiết kế và thực thi mô phỏng hướng đối tượng trong thời gian thực với kiến trúc hướng theo mô hình cho hệ thống điều khiển của Quadrotor UAV” b) Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu.
- Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu và xây dựng mô hình động lực học trong điều khiển Quadrotor UAV có kết hợp tính năng tránh vật cản.
- Xây dựng các mẫu thiết kế và mô phỏng hướng đối tượng trong thời gian thực tổng quát cho hệ thống điều khiển của Quadrotor UAV.
- Đưa ra các quy tắc tùy biến các mẫu này để thiết kế và thực thi mô phỏng các ứng dụng điều khiển UAV dạng chong chóng mang có chế độ cất/hạ cánh thẳng đứng khác nhau.
- Đối tượng nghiên cứu: Mô hình động lực học trong điều khiển Quadrotor và phương pháp thiết kế, thực thi mô phỏng hướng đối tượng hệ thống điều khiển Quadrotor trong thời gian thực với kiến trúc hướng theo mô hình.
- Phạm vi nghiên cứu: Phân tích và mô hình hóa động lực học trong điều khiển UAV có kết hợp tính năng tránh vật cản.
- Thiết kế và thực thi mô phỏng hệ thống điều khiển bằng công nghệ hướng đối tượng.
- Ứng dụng hệ thống điều khiển cho Quadrotor UAV cỡ nhỏ có sẵn cấu hình vật lý và thông số khí động lực học.
- Tổng quan về UAV và các kỹ thuật điều khiển.
- Trình bày về lịch sử và quá trình phát triển máy bay không người lái UAV.
- Giới thiệu các kỹ thuật điều khiển truyền thống trong điều khiển máy bay không người lái.
- Giới thiệu phương pháp lai và công nghệ hướng đối tượng trong mô hình hóa hệ thống điều khiển.
- Mô hình hóa động lực học và điều khiển Quadrotor UAV với Automate lai.
- Giới thiệu tổng quan về mô hình động lực học trong điều khiển Quadrotor UAV.
- Xây dựng cấu trúc hệ thống điều khiển của Quadrotor.
- Thiết kế và mô phỏng hệ thống điều khiển bằng công nghệ hướng đối tượng.
- Mô hình hóa và quy trình phát triển tái lặp trực quan cho hệ thống điều khiển nhúng thời gian thực.
- Quy trình MDA tổng quát trong phát triển hệ thống điểu khiển cho Quadrotor UAV.
- Cụ thể hóa quy trình MDA thực thi trong thời gian thực cho hệ thống điều khiển Quadrotor UAV.
- Thử nghiệm và đánh giá hệ thống điều khiển Quadrotor UAV.
- Kết quả thử nghiệm độ ổn định của hệ thống điều khiển và tính năng tránh vật cản của máy bay Quadrotor UAV.
- Xác định thông số điều khiển của bộ điều khiển ổn định thông qua thực nghiệm.
- Đưa ra mô hình mô phỏng và thực thi hướng đối tượng cho hệ thống điều khiển Quadrotor UAV.
- Đưa tính năng tránh vật cản áp dụng vào Quadrotor UAV cỡ nhỏ.
- Mặc dù tính năng tránh vật cản chỉ được áp dụng đối với 1 hướng di chuyển của máy bay Quadrotor UAV nhưng kết quả thực nghiệm là khả thi và có thể áp dụng cho đồng thời các hướng di chuyển của máy bay trong các nghiên cứu tiếp theo

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt