طالب الماجستير في قسم الهندسة الكهربائية “أحمد رمز سامي محمد ” يناقش رسالته

طالب الماجستير في قسم الهندسة الكهربائية “أحمد رمز سامي محمد ” يناقش رسالته

نوقشت رسالة الماجستير الموسومة:

تصميم نموذج رياضي لمتحكم وتحقيق الاداء الامثل للطائرات المسيرة رباعية المراوح

التي  اعدها السيد أحمد رمز سامي محمد ، طالب الماجستير في قسم الهندسة الكهربائية – كلية الهندسة / جامعة بغداد كجزء من متطلبات نيل درجة الماجستير في علوم الهندسة الكهربائية وبإشراف الاستاذ المساعد الدكتور نزار هادي عباس يوم الأحد المصادف 3/12/2017.تكونت لجنة المناقشة لهذه الرسالة  من الاستاذ الدكتور محمد زكي الفائز رئيساُ وعضوية الاستاذ المساعد الدكتور ابراهيم قاسم ابراهيم والاستاذ المساعد الدكتور  أحمد صباح عبد الامير.

مستخلص رسالة الطالب كما يأتي:

الطائرات رباعية المرواح هي نوع من انواع الطائرات المسيرة المستخدمة حاليا في كثير من التطبيقات, هذه الطائرات اصبحت محط انظار الباحثين بسبب سهولة التحكم بطيرانها وقلة حجم وتكلفة الحساسات المستخدمة فيها والمتحكمات الالكترونية. وهذا التطور يسر استخدام هذا النوع من الطائرات في تطبيقات متعددة في المجالات المدنية والصحية و الزراعية والعسكرية.

ان المنظومة الميكانيكة للطائرات الرباعية تمتاز بكونها  تمتلك ست درجات حركية لكن ذو حالة خاصة تسمى ب (under-actuated system) وذلك لان فقط اربع من الدرجات الست يمكن السيطرة المباشرة عليها وهنالك درجتان يتم السيطرة عليها بصورة غير مباشرة. هذه الحالة ستسبب صعوبات في التحكم في تحليقها واتزانها في الجو ولذلك يتحتم استخدام المتحكم التناسبي التكاملي التفاضلي (PID) لتحسين استقراريتها في الطيران. ان متغيرات المتحكم التناسبي التكاملي التفاضلي يجب توليفها بدقة عالية حتى يمكن تحيقيق افضل اداء في الاستقرارية والطيران في المسارات المحددة. باستخدام هذه الطريقة سيمكن تحيقيق اهداف التصميم والتي تتمثل بزيادة وقت الطيران وتقليل استهلاك البطارية خلال الطيران بمسارات محددة.

تم استخدام متحكمات (PID) للسيطرة على الدرجات الست للحركة في الطائرة وتوليفها باستخدام الخورازميات الامثل. في هذا العمل تم تطبيق نوعان من الخوارزميات وهي خوارزمية البحث الامبريالية (ICA)  و خوارزمية البحث الجذبي (GSA) والتي تم اخذها من الادبيات. ولكن تم تطوير هذا الخوارزميات بحيث تكون افضل اداءاً من الخوارزميات التقليدية في عملية توليف متغيرات المتحكمات. وتم تسميتها بخورازمية التبادل الثقافي الامبريالي (CEICA) و الخوارزمية الهجينة للبحث الجذبي المستندة على الذاكرة مع سرب الجسيمات الامثل (HMBGSA-PSO). تم اختبار الطائرة الرباعية في المحاكاة باستخدام اشارة خطوية في الاداء اللحظي و تتبع المسارات وبعدها تم تصنيع نموذج عملي لتطبيق النتائج وتحديد نسبة الخطأ بين الاداء النظري والعملي.

 

اظهرت نتائج المحاكاة ان استخدام الخوازمية  التبادل الثقافي الامبريالي  ادى الى تحسين استجابة الطائرة بنسبة 23.9%  عن الخوارزمية التقليدية, وبالنسبة لخوارزمية HMBGSA-PSO فانها ادت الى تحسين استجابة الطائرة بنسبة 40.1% عن سابقتها (GSA). ان المتحكم اللاخطي التناسبي التكاملي التفاضلي  كان افضل من مثيله الخطي بنسبة 72.7%. النتائج العملية المستحصلة اثبتت نفس الاستجابة الجيدة للطائرة مع وجود نسبة خطأ بمقدار ما يقارب 18% الناتجة عن التأثيرات البيئية.