| Περίληψη: | Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη, την προσομοίωση και την
κατασκευή μιας ηλεκτροκίνητης θαλάσσιας πλατφόρμας (σημαδούρας), η οποία είναι ικανή να
μετακινείται στον θαλάσσιο χώρο με τη χρήση brushless dc κινητήρων. Η εργασία
πραγματοποιήθηκε σε συνεργασία με την εταιρεία Roboteq Greece. Στόχος της είναι η
ικανότητα μετακίνησης σε συγκεκριμένες συντεταγμένες με τη χρήση αισθητήρων και ο
κατάλληλος προσανατολισμός της. Η λειτουργία αυτή είναι ιδιαίτερα χρήσιμη σε αγώνες
ιστιοπλοϊκών, όπου απαιτείται η ταχύτατη αλλαγή της πορείας που πρέπει να ακολουθήσουν
ανάλογα με τον άνεμο. Αρχικά, μελετώνται οι θεωρητικές βάσεις της θαλάσσιας πρόωσης και
γίνεται εξαγωγή όλων των εξισώσεων που χρησιμοποιούνται στη συνέχεια. Μελετάται η
αντίσταση της γάστρας καθώς και η απαραίτητη ισχύς πρόωσης. Έπειτα, αναλύονται οι αρχές
λειτουργίας των ηλεκτρικών κινητήρων και συγκεκριμένα του κινητήρα brushless dc που
χρησιμοποιείται σε αυτή την εφαρμογή. Παρουσιάζονται μέθοδοι ελέγχου της ταχύτητας των
μηχανών, καθώς και η τεχνική εύρεσης της ταχύτητας της μηχανής χωρίς αισθητήρες με την
χρήση της μη ενεργής φάσης και της αντι- ηλεκτρεγερτικής δύναμης που επάγεται. Επιπλέον,
με βάση τις θεωρητικές εξισώσεις τις οποίες έχουμε εξάγει, καθώς και από τη χρήση
πειραματικών δεδομένων εξάγεται το ψηφιακό δίδυμο του συστήματος σε περιβάλλον Matlab
– Simulink. Στη συνέχεια, μελετάται ο τρόπος κατασκευής της γάστρας η οποία έγινε με τη
χρήση πολυεστέρα και υαλοϋφασμάτων με παρόμοιο τρόπο με τον οποίο κατασκευάζονται οι
πολυεστερικές βάρκες. Γίνεται διαχωρισμός του ηλεκτρονικού συστήματος σε υψηλής και
χαμηλής ισχύος. Στο σύστημα υψηλής ισχύος αναλύονται τα εξαρτήματα που περιλαμβάνονται
σε αυτό όπως οι controller, το BMS και οι μπαταρίες ιόντων λιθίου που χρησιμοποιήθηκαν.
Στο σύστημα χαμηλής ισχύος περιγράφεται η λειτουργία του μικροεπεξεργαστή
stm32G474RE, αναφέρονται όλοι οι αισθητήρες που αξιοποιήθηκαν, καθώς και τα
πρωτόκολλα επικοινωνίας που χρησιμοποιήθηκαν και οι αρχές λειτουργίας του καθενός.
Έπειτα, αναλύεται ο τρόπος εύρεσης του προσανατολισμού της κατασκευής, η χρήση
ορισμένων φίλτρων όπως το complementary filter, το φίλτρο κινούμενου μέσου όρου καθώς
και το φίλτρο εκθετικού μέσου όρου. Τέλος, παρουσιάζονται τα πειραματικά αποτελέσματα
και οι μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν και εξάγονται συμπεράσματα για τη λειτουργία της
κατασκευής, ενώ αναφέρονται κάποιες πιθανές μελλοντικές βελτιώσεις.
|
|---|
