(For USM Staff/Student Only)

EngLib USM > Ω School of Aerospace Engineering >

Modelling and control of dual-rotor embedded wing vertical take-off and landing (vtol) unmanned aerial vehicle (uav)

Modelling and control of dual-rotor embedded wing vertical take-off and landing (vtol) unmanned aerial vehicle (uav) / Kevin Tai Chi Kin
Kemajuan dalam pemodelan dan mereka-bentuk algoritma pengawal untuk pelbagai konfigurasi hibrid pesawat tanpa pemandu (UAV) telah meningkat secara mendadak disebabkan oleh peningkatan dalam permintaan di pelbagai pengunaan. Pengunaan dalam ketenteraan dan awam merupakan contoh yang terbaik untuk menunjukkan kepelbagaian pengunaan hibrid UAV. Kajian semasa melibatkan pemodelan dan mereka -bentuk suatu penstabilan pelepasan algoritma pengawal untuk sebuah pesawat tanpa pemandu yang mempunyai rotor berbilang bersama sayap terbenam dengan konfigurasi pelepasan dan pendaratan menegak (VTOL). Konfigurasi ini juga dikenali sebagai sayap terbenam VTOL UAV. Model matematik dirumuskan terlebih dahulu dengan hanya mengambil kira peringkat pelepasan sahaja. Langkah seterusnya, merupakan mereka bentuk algoritma pengawal berdasarkan kepada model matematik yang telah dirumuskankan. Kaedah pengawalan merupakan pengecam process kerana kaedah ini mudah diaplikasikan di sambil memberi keputusan yang baik. Perisian MATLAB Simulink digunakan untuk mereka bentuk dan menyimulasi pengawal tersebut. Simulasi tersebut memberi keputusan yang memuaskan di mana kadar sudut Euler berpandukan VTOL UAV berkenaan dan putaran sudut Euler dapat dikawal dengan baik. Sebuah pelantar pengujian untuk menyimulasi peringkat pelepasan dan pergerakan mengulung telah direka-bentuk dan dirumuskan. Perisian SolidWorks digunakan untuk mereka bentuk pelantar pengujian tersebut. Fabrikasi pelantar pengujian merupakan suatu kejayaan kerana pelantar tersebut mempunyai darjah kebebasan yang mencukupi untuk mencapai objektif yang telah ditetapkan. Berdasarkan semua keputusan yang telah diperoleh, cadangan untuk memeriksa persamaan gerakan VTOL UAV tersebut boleh dijalankan untuk memperbaiki keputusan berkenaan. Selain itu, pelantar pengujian juga boleh diuji mengunakan motor yang didikit sepenuhnya untuk menguji batasnya. _______________________________________________________________________________________________________ The advancement of modeling and designing a control algorithm for various configurations of hybrid Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) has risen sharply due to the increase in demand on various usage. Military and civilian usages are the best examples for proving this point. The high demand was due to the highly versatile capabilities of hybrid UAVs. The current study involves modeling and designing a stabilizing take-off control algorithm for a novel dual-rotor embedded wing vertical take-off and landing unmanned aerial vehicle (VTOL). This configuration is also known as a fixed-wing VTOL UAV. The mathematical model was first formulated, considering only the take-off stage. The next step was designing the control algorithm based on the mathematical model made. The control method chosen is a conventional proportional-integral-derivative controller (PID), as it is simple to be implemented whilst giving good results. MATLAB Simulink software was used to design and simulate the controller. The simulation gave satisfactory results where the body Euler rates and Euler rotation angles were successfully controlled. Furthermore, a testing platform to simulate the take-off stage and rolling of the fixed-wing VTOL UAV was designed and fabricated. SolidWorks software was used to design the testing platform. The fabrication was successful as the testing platform was capable of having all the degrees-of-freedom needed to achieve the objectives. Based on all the results obtained, the next recommended step is to revisit the equations of motions of the fixed-wing VTOL UAV in order to improve the results. Besides, it is also recommended to test the testing platform with a full-throttled motor to test its limit.
Contributor(s):
Kevin Tai Chi Kin - Author
Primary Item Type:
Final Year Project
Identifiers:
Accession Number : 875007945
Language:
English
Subject Keywords:
modeling; designing; (UAVs)
First presented to the public:
8/1/2020
Original Publication Date:
10/5/2020
Previously Published By:
Universiti Sains Malaysia
Place Of Publication:
School of Aerospace Engineering
Citation:
Extents:
Number of Pages - 107
License Grantor / Date Granted:
  / ( View License )
Date Deposited
2020-10-05 15:33:02.519
Submitter:
Mohd Jasnizam Mohd Salleh

All Versions

Thumbnail Name Version Created Date
Modelling and control of dual-rotor embedded wing vertical take-off and landing (vtol) unmanned aerial vehicle (uav)1 2020-10-05 15:33:02.519