نوقشت رسالة الماجستير الموسومة:
” النمذجة والتحكم في ديناميكية الطائرة بدون طيار ثلاثي الدوار لتجنب العوائق”
التي اعدها طالب الماجستير في قسم الهندسة الكهربائية – كلية الهندسة / جامعة بغداد كجزء من متطلبات نيل درجة الماجستير في الهندسة الكهربائية صادق جواد رحيمة وبإشراف الاستاذ المساعد الدكتورة منى هادي صالح يوم الاربعاء المصادف 21/4/2021.تكونت لجنة المناقشة لهذه الاطروحة من الاستاذ الدكتور ابراهيم قاسم ابراهيم رئيساُ وعضوية الاستاذ المساعد الدكتورنزار هادي عباس والاستاذ المساعد الدكتورة سفانة مظهر رأفت.
خلاصة اطروحة الطالب كما يلي:
تعتبر المركبات الجوية غير المأهولة (UAVs) مهمة في الوقت الحالي لأنها تدخل في العديد من المجالات، بما في ذلك المدنية والعسكرية. تتطلب نمذجة الطائرة بدون طيار لتتبع مسار محدد وحدة تحكم لجعل النظام غير الخطي للطائرة المسيرة مستقرًا والاستجابة للحركة بأقل خطا. بعض الطائرات المسيرة تتطلب ان تكون مستقلة وقادرة على المناورة، وهذا يتطلب القدرة على استشعار العوائق وتجنبها. في هذه الرسالة، تم اختيار طائرة ثلاثية المراوح على شكل (Y) لأنها تتمتع بقدرة كبيرة على المناورة. تم تصميم النموذج الرياضي غير الخطي للمروحية الثلاثية باستخدام معادلات أويلر دون التقريب أو اجعل النظام خطيا لتسهيل النموذج الرياضي. يتطلب النظام غير الخطي للمروحية Tri-copter متحكمًا دقيقًا للتحكم في النظام. تم استخدام ثلاث وحدات تحكم مختلفة (التناسبي-التكاملي-التفاضلي PID)، (التناسبي-التكاملي-التفاضلي الجزئي الدرجة FOPID) والمتحكم (التناسبي-التكاملي-التفاضلي اللاخطي) (NLPID) بشكل فردي، وتم ملاحظة النتائج ومقارنتها. حيث تم استخدام (PID) لأنه مدمج مع معالجات للطائرات المسيرة المتوفرة في السوق، بينما تم استخدام (FOPID) لأنه يعتمد على (PID) ، ولكنه يحول نقاط العمل إلى مستوى عمل إما (NLPID) فقد تم تصميمه ليكون أكثر توافقًا مع نظام اللاخطي للطائرة المسيرة. حيث ان معدل التحسن لنموذج Tri-copter لوحدة التحكم غير الخطية (NLPID) إذا ما قورنت مع المتحكم الخطي هو (81.69٪). حيث تم تحديد قيم معلمات وحدات التحكم الثلاثة بواسطة خوارزمية الذئب الرمادي (GWO). وقد أظهرت نتائج المتحكمات الثلاثة، بالمقارنة مع العمل السابق، معدل تحسن لكل من (PID = 79.22٪) ، (FOPID = 86.35٪) و (NLPID = 94.19٪).
من ناحية أخرى، تتطلب عملية تخطيط المسار وتجنب العقبات خوارزمية ذكية ترسم أقصر طريق مع تجنب العقبات. لذلك في هذه الرسالة، تم اقتراح خوارزمية هجينة (GWO-IBA) بناءً على GWO وخوارزمية Bug التي ترسم أقصر مسار في بيئة ثلاثية الأبعاد مع تجنب العقبات. ترسم هذه الخوارزمية المسار بشكل فوري ومعني إذا كانت النقطة هي الحد الأدنى المحلي أم لا لتغيير المسار. تم اختبار الخوارزمية في 12 بيئة مختلفة، بما في ذلك العديد من العوائق والعقبات الكبيرة والصغيرة والعوائق الثابتة والديناميكية. وحققت نتائج تخطيط المسار تطابقًا مع المسار المطلوب بنسبة (99.07٪) في بيئة ثنائية الأبعاد بدون عوائق، بينما في البيئة ثلاثية الأبعاد بلغ معدل المطابقة (98.67٪). تم إجراء هذه النتائج في بيئة MATLAB 2020a. تعد مشكلة تجنب العقبات تحديًا مهمًا يحتاج إلى المعالجة والحل والتطبيق في الوقت الفعلي. قدم هذا التحدي الأساس المنطقي والدافع للأطروحة. تم تطبيق النتائج في الوقت الفعلي للنموذج على مستوى ثلاثي المروحية على شكل Y واستخدمت أجهزة استشعار بالموجات فوق الصوتية لاكتشاف العوائق. نجحت المروحية الثلاثية في تجنب العوائق الثابتة والديناميكية، واتباع المسار بمعدل خطأ منخفض، على الرغم من وجود رياح قوية نسبيًا في لحظة الاختبار.
