شبيه‌سازي و ارزیابی حرکت قايق ربات خودران

• Main Authors: حمید عبدالملکی, علی جعفری, حسین موسی‌زاده, علی حاجی‌احمد
• Format: Article
• Language: English
• Published: Ferdowsi University of Mashhad 2019-06-01
• Series: Journal of Agricultural Machinery
• Subjects: سامانه موقعیت‌یاب جهانی; شبیه‎سازی سیالاتی; قایق ربات خودران; مزرعه پرورش آبزیان; واحد اندازه‌گیری ماند
• Online Access: https://jame.um.ac.ir/article/view/78325
• ISSN: 2228-6829; 2423-3943

با توجه به نياز بيشتر جمعیت رو به افزایش جهان به مواد غذايي، محققان به دنبال افزایش تولید کمی و کیفی محصولات با گرایش به سمت پایش برخط، کنترل هوشمند تجهیزات و بررسی کیفیت محصولات کشاورزی به‌خصوص در زمینه پرورش آبزیان هستند. در این پژوهش شبیه‌سازی یک قایق خودران مدل انجام شده است تا کنترل این نوع از شناورها را در محیط‌های مختلفی مانند اسکله‌ها، سد‌ها، بنادر، رودخانه‌ها، زیست‌بوم‌های آبی و مزارع پرورش آبزی انجام داده و امکان بررسی و پایش وضعیت زیست‌محیطی، عمق آب و شاخصه‌های مورد نیاز دیگر را فراهم آورد. موقعیت و زاویه حرکت قایق با استفاده از داده‌های GPS و IMU تعیین شده است. مدل سیالاتی و نیرویی قایق به کمک ضرایب هیدرودینامیکی و آئرودینامیکی ارائه و در محیط متلب به کمک رانگ کوتای کلاسیک (RK4) شبیه‌سازی شده است. برای ارزیابی عملکرد قایق ربات خودران، یک مسیر مستطیل شکل با طول 20 متر در عرض 15 متر در یک استخر انتخاب شد و 4 گوشه این مستطیل به‌عنوان نقطه مسیر به سامانه ناوبری معرفی گردید. بیشینه خطای موقعیت مکانی عرضی و طولی قایق ربات خودران به‌ترتیب cm 135 و cm 149 محاسبه شد. همچنین در آزمون کنترلر PID سرعت پیشروی با سرعت تنظیمی cm s-1 40 میانگین و انحراف معیار به‌ترتیب cm s-1 40 و  cm s-12 به‌دست آمد. مسیر حرکت قایق تقریباً بر روی مسیر شبیه‌سازی شده قرار داشت و نتایج به‌دست آمده از دقت خوب این مدل حکایت دارد.