Σχεδίαση ελεγκτή κλασματικής τάξης για τον έλεγχο πτήσης μη επανδρωμένου τετρα-κόπτερου εναέριου οχήματος
Το αντικείμενο της παρούσας Μεταπτυχιακής Διπλωματικής Εργασίας πραγματεύεται μια καινοτόμο ιδέα στον τρόπο υλοποίησης ενός ελεγκτή κλασματικής τάξης για τον έλεγχο πτήσης μη επανδρωμένου τετρα-κόπτερου εναέριου οχήματος. Αυτή η υλοποίηση παρουσιάζει πολλά πλεονεκτήματα, καθώς προσφέρει ένα πλήρως ο...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | English |
| Έκδοση: |
2022
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/15824 |
| id |
nemertes-10889-15824 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-158242022-09-05T06:57:39Z Σχεδίαση ελεγκτή κλασματικής τάξης για τον έλεγχο πτήσης μη επανδρωμένου τετρα-κόπτερου εναέριου οχήματος Design of fractional-order controller for flight control of quadrotor unmanned aerial vehicle Ζαγκλής, Γεώργιος Zagklis, Georgios Κλασματικός λογισμός Κυκλώματα κλασματικής τάξης Ελεγκτές κλασματικής τάξης Μεταφορείς τάσης Τελεστικοί ενισχυτές Αντιστροφείς Διαφοριστές Στοιχεία κλασματικής τάξης CMOS ολοκληρωμένα κυκλώματα Fractional calculus Fractional-order circuits Fractional-order controllers voltage conveyor (VCII) Operational amplifiers (op-amp) Integrators Differentiators Fractional-order elements CMOS integrated circuits Το αντικείμενο της παρούσας Μεταπτυχιακής Διπλωματικής Εργασίας πραγματεύεται μια καινοτόμο ιδέα στον τρόπο υλοποίησης ενός ελεγκτή κλασματικής τάξης για τον έλεγχο πτήσης μη επανδρωμένου τετρα-κόπτερου εναέριου οχήματος. Αυτή η υλοποίηση παρουσιάζει πολλά πλεονεκτήματα, καθώς προσφέρει ένα πλήρως ολοκληρωμένο ελεγκτή, όπου η διασπορά των τιμών των στοιχείων (spread) είναι χαμηλή. Για την υλοποίηση του ελεγκτή που αποτελείται από κλασματικής τάξης ολοκληρωτή και διαφοριστή, απαιτείται προσέγγιση των παραπάνω μέσω της χρήσης συναρτήσεων ακέραιας τάξης. Με αυτό το τρόπο ο κλασματικός ελεγκτής υψηλής τάξης τροποποιείται σε έναν κλασματικό ελεγκτή χαμηλής τάξης σε συνδυασμό με έναν ακέραιας τάξης. Αυτό έχει ως στόχο τη μείωση της διασποράς των στοιχείων (spread). Η προτεινόμενη ιδέα υλοποιείται αρχικά με την χρήση Τελεστικών Ενισχυτών και στη συνέχεια με τη χρήση μεταφορέα τάσης ( voltage conveyor – VCIIs), ως ενεργά στοιχεία. Η υλοποίηση των συστημάτων έχει πραγματοποιηθεί με χρήση MOS τρανζίστορ που λειτουργούν στην περιοχή υποκατωφλίου και επιτρέπουν λειτουργία με χαμηλή τάση τροφοδοσίας και κατανάλωση ισχύος. Τελευταίο στάδιο, αποτελεί η εξομοίωση σε επίπεδο layout του συμβόλου του VCII και η παρουσίαση της απόκρισης του συστήματος. Η απόδοση των παρουσιαζόμενων δομών αξιολογείται μέσω αποτελεσμάτων προσομοίωσης που έχουν προκύψει, με τη βοήθεια του λογισμικό Cadence και του Design Kit που παρέχεται από την τεχνολογία Austria Mikro Systeme (AMS) CMOS 0.35μm. The subject of the present M.S.c Thesis deals with a novel concept that suggests a new way of designing a Fractional-Order Controller for flight control of the quad-rotor unmanned aerial vehicle (UAV). This approach has many benefits, as it offers a fully integrated controller, where the spread of data values (spread) is low. To implement the controller consisting of fractional order integrator and differentiator, the above approach is required to use integer order functions. In this way, the high-order fractional controller is modified to a low-order fractional controller with an integer order path. This aims to reduce the values of spread. The proposed structure is realised using first op-amp and then VCII as active elements. The implementation of the control system has been carried out using MOS transistors that operate in the sub-threshold region and allow operation with low voltage and power consumption. The last part is the simulation of the VCII symbol at the layout level and the presentation of the system’s response. The performance of the presented structures is evaluated through simulation results that have been derived with the help the Cadence software and the Design Kit provided by the Austria Mikro Systeme (AMS) CMOS 0.35μm technology process. 2022-02-25T07:35:45Z 2022-02-25T07:35:45Z 2022-02-24 http://hdl.handle.net/10889/15824 en application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
English |
| topic |
Κλασματικός λογισμός Κυκλώματα κλασματικής τάξης Ελεγκτές κλασματικής τάξης Μεταφορείς τάσης Τελεστικοί ενισχυτές Αντιστροφείς Διαφοριστές Στοιχεία κλασματικής τάξης CMOS ολοκληρωμένα κυκλώματα Fractional calculus Fractional-order circuits Fractional-order controllers voltage conveyor (VCII) Operational amplifiers (op-amp) Integrators Differentiators Fractional-order elements CMOS integrated circuits |
| spellingShingle |
Κλασματικός λογισμός Κυκλώματα κλασματικής τάξης Ελεγκτές κλασματικής τάξης Μεταφορείς τάσης Τελεστικοί ενισχυτές Αντιστροφείς Διαφοριστές Στοιχεία κλασματικής τάξης CMOS ολοκληρωμένα κυκλώματα Fractional calculus Fractional-order circuits Fractional-order controllers voltage conveyor (VCII) Operational amplifiers (op-amp) Integrators Differentiators Fractional-order elements CMOS integrated circuits Ζαγκλής, Γεώργιος Σχεδίαση ελεγκτή κλασματικής τάξης για τον έλεγχο πτήσης μη επανδρωμένου τετρα-κόπτερου εναέριου οχήματος |
| description |
Το αντικείμενο της παρούσας Μεταπτυχιακής Διπλωματικής Εργασίας πραγματεύεται μια καινοτόμο ιδέα στον τρόπο υλοποίησης ενός ελεγκτή κλασματικής τάξης για τον έλεγχο πτήσης μη επανδρωμένου τετρα-κόπτερου εναέριου οχήματος. Αυτή η υλοποίηση παρουσιάζει πολλά πλεονεκτήματα, καθώς προσφέρει ένα πλήρως ολοκληρωμένο ελεγκτή, όπου η διασπορά των τιμών των στοιχείων (spread) είναι χαμηλή.
Για την υλοποίηση του ελεγκτή που αποτελείται από κλασματικής τάξης ολοκληρωτή και διαφοριστή, απαιτείται προσέγγιση των παραπάνω μέσω της χρήσης συναρτήσεων ακέραιας τάξης. Με αυτό το τρόπο ο κλασματικός ελεγκτής υψηλής τάξης τροποποιείται σε έναν κλασματικό ελεγκτή χαμηλής τάξης σε συνδυασμό με έναν ακέραιας τάξης. Αυτό έχει ως στόχο τη μείωση της διασποράς των στοιχείων (spread). Η προτεινόμενη ιδέα υλοποιείται αρχικά με την χρήση Τελεστικών Ενισχυτών και στη συνέχεια με τη χρήση μεταφορέα τάσης ( voltage conveyor – VCIIs), ως ενεργά στοιχεία.
Η υλοποίηση των συστημάτων έχει πραγματοποιηθεί με χρήση MOS τρανζίστορ που λειτουργούν στην περιοχή υποκατωφλίου και επιτρέπουν λειτουργία με χαμηλή τάση τροφοδοσίας και κατανάλωση ισχύος. Τελευταίο στάδιο, αποτελεί η εξομοίωση σε επίπεδο layout του συμβόλου του VCII και η παρουσίαση της απόκρισης του συστήματος. Η απόδοση των παρουσιαζόμενων δομών αξιολογείται μέσω αποτελεσμάτων προσομοίωσης που έχουν προκύψει, με τη βοήθεια του λογισμικό Cadence και του Design Kit που παρέχεται από την τεχνολογία Austria Mikro Systeme (AMS) CMOS 0.35μm. |
| author2 |
Zagklis, Georgios |
| author_facet |
Zagklis, Georgios Ζαγκλής, Γεώργιος |
| author |
Ζαγκλής, Γεώργιος |
| author_sort |
Ζαγκλής, Γεώργιος |
| title |
Σχεδίαση ελεγκτή κλασματικής τάξης για τον έλεγχο πτήσης μη επανδρωμένου τετρα-κόπτερου εναέριου οχήματος |
| title_short |
Σχεδίαση ελεγκτή κλασματικής τάξης για τον έλεγχο πτήσης μη επανδρωμένου τετρα-κόπτερου εναέριου οχήματος |
| title_full |
Σχεδίαση ελεγκτή κλασματικής τάξης για τον έλεγχο πτήσης μη επανδρωμένου τετρα-κόπτερου εναέριου οχήματος |
| title_fullStr |
Σχεδίαση ελεγκτή κλασματικής τάξης για τον έλεγχο πτήσης μη επανδρωμένου τετρα-κόπτερου εναέριου οχήματος |
| title_full_unstemmed |
Σχεδίαση ελεγκτή κλασματικής τάξης για τον έλεγχο πτήσης μη επανδρωμένου τετρα-κόπτερου εναέριου οχήματος |
| title_sort |
σχεδίαση ελεγκτή κλασματικής τάξης για τον έλεγχο πτήσης μη επανδρωμένου τετρα-κόπτερου εναέριου οχήματος |
| publishDate |
2022 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/15824 |
| work_keys_str_mv |
AT zanklēsgeōrgios schediasēelenktēklasmatikēstaxēsgiatonelenchoptēsēsmēepandrōmenoutetrakopterouenaeriouochēmatos AT zanklēsgeōrgios designoffractionalordercontrollerforflightcontrolofquadrotorunmannedaerialvehicle |
| _version_ |
1771297169179934720 |
