daigai

Well-Known Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH MÁY BAY 4 CÁNH (QUADROTOR)
....................................................................................................................................... 14
1.1. TỔNG QUAN VỀ MÁY BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI ....................................... 15
1.2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY BAY QUADROTOR ...............................18
1.3. MỤC TIÊU VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI .......................................................... 23
1.3.1. Mục tiêu .......................................................................................................... 23
1.3.2. Giới hạn đề tài .................................................................................................23
1.4. YÊU CẦU HỆ THỐNG ........................................................................................ 24
1.4.1. Yêu cầu kết cấu cơ khí .................................................................................... 24
1.4.2. Yêu cầu hệ thống điều khiển ........................................................................... 24
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................ 25
2.1. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................................... 26
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ................................................................................. 27
2.2.1. Cơ sở lý thuyết điều khiển quadrotor .............................................................. 27
2.2.2. Cảm biến gia tốc và cảm biến vận tốc góc ...................................................... 30
2.2.2.1. Con quay hồi chuyển ................................................................................ 30
a. Giới thiệu về con quay hồi chuyển ................................................................. 30
b. Đặc điểm của con quay hồi chuyển................................................................ 31
2.2.2.2. Cảm biến gia tốc ...................................................................................... 32
2.2.2.3. Cảm biến gia tốc và vận tốc góc trong MPU6050................................... 32
a. Giới thiệu cảm biến MPU6050 ..................................................................... 32
b. chức năng của cảm biến MPU6050................................................................ 33
c. Chiều hướng của cảm biến............................................................................. 34
d. Thông tin ứng dụng của MPU6050................................................................ 35
e. Sơ đồ chân cảm biến....................................................................................... 36
f. Sơ đồ mạch để MPU6050 hoạt động .............................................................. 36
2.2.2.4. Xác định góc nghiêng từ cảm biến MPU6050 ......................................... 37
2.2.2.5. Giao tiếp với MPU6050 bằng I2C ........................................................... 39
2.2.2.6. Đọc dữ liệu từ cảm biến và hiển thị LCD ................................................ 42
2.2.3. Hệ thống điều khiển từ xa ............................................................................... 44
2.2.3.1. Giới thiệu chung....................................................................................... 44
2.2.3.2. Mã hóa, giải mã giữ liệu trong truyền thông RF ..................................... 46
2.2.3.3. Một số phương pháp điều chế tín hiệu xung ............................................ 48
a. Điều chế và giải điều chế biên độ xung PAM (pulse amplitude modulation)...
...................................................................................................................... 48
b. Điều chế và giải điều chế PWM/PPhần mềm ............................................................ 51
2.2.3.4. Gamepad điều khiển từ xa........................................................................ 55
a. Tổng quan về Gamepad.................................................................................. 55
b. Tx (Transmitter) máy phát sóng và Rx (Receiver) máy thu sóng................... 57
c. Cài đặt các thông số của bộ điều khiển từ xa trước khi sử dụng ................... 58
d. Hiển thị giá trị các kênh của bộ thu đã qua xử lý bằng LCD ........................ 62
2.2.4. Motor Brusless, Electric speed controller (ESC) và cánh quạt ....................... 65
2.2.4.1. Motor Brusless và cánh quạt.................................................................... 65
a. Motor Brusless ............................................................................................... 65
b. Cánh quạt ....................................................................................................... 69
2.2.4.2. ESC........................................................................................................... 70
2.2.4.3. Điều khiển động cơ một chiều không chổi than............................................. 72
2.2.4.4. Pin ............................................................................................................ 73
2.2.5. Thiết kế, chế tạo phần cơ khí .......................................................................... 74
2.2.5.1. Cơ sở lý thuyết.......................................................................................... 74
2.2.5.2. Vật liệu và các công cụ liên quan ............................................................. 74
2.2.5.3. Tiến hành thiết kế, chế tạo ........................................................................ 76
2.2.6. Thiết kế, chế tạo phần điều khiển ................................................................... 77
2.2.6.1. Cơ sở lý thuyết.......................................................................................... 77
a. AVR................................................................................................................ 77
b. Điện trở .......................................................................................................... 77
c. Tụ điện ............................................................................................................ 78
2.2.6.2. Thiết kế ...................................................................................................... 79
a. Mạch thử nghiệm hiển thị các thông số của cảm biến và điêu khiển từ xa .... 79
b. Mạch điều khiển .............................................................................................. 80
2.2.6.3. Chế tạo ...................................................................................................... 83
a. Vẽ mạch in ...................................................................................................... 83
b. In mạch lên mạch đồng .................................................................................. 83
c. Hàn linh kiện và kiểm tra mạch...................................................................... 83
d. Bảo vệ mạch ................................................................................................... 84
e. Lắp ráp các mạch lên khung .......................................................................... 84
f. Sản phẩm thực tế ............................................................................................. 85
2.2.6.4. Giải thuật đo lường và điều khiển............................................................ 86
a. Nhận và xử lý tín hiệu từ bộ điều khiển từ xa................................................. 86
b. Đọc tín hiệu từ cảm biến MPU6050 ............................................................... 88
c. Giải thuật PID ................................................................................................ 89
d. Chương trình chính ........................................................................................ 90
CHƯƠNG 3 THỬ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ........................................ 91
3.1. KIỂM TRA TRƯỚC KHI BAY ......................................................................... 92
3.1.1. Kiểm tra trước khi đưa vào hoạt động ........................................................... 92
3.1.1.1. Kiểm tra nguồn......................................................................................... 92
3.1.1.2. Kiểm tra bộ điều khiển từ xa .................................................................... 93
3.1.1.3. Kiểm tra cảm biến .................................................................................... 94
3.1.1.4. Kiểm tra ESC và động cơ......................................................................... 94
3.1.1.5. Kiểm tra phần cơ khí................................................................................ 94
3.1.2. Cài đặt các thông số ........................................................................................ 94
3.2. QUÁ TRÌNH HOÀN THIỆN CÁC THIẾT KẾ CHO MÔ HÌNH QUADROTOR .
............................................................................................................................. 95
3.2.1. Thiết kế 1 ......................................................................................................... 95
3.2.2. Thiết kế 2 ......................................................................................................... 97
3.2.3. Thiết kế 3 ......................................................................................................... 98
3.2.4. Mô hình hoạt động của thiết kế 3 .................................................................... 99
3.2.4.1. Thử nghiệm lần 1...................................................................................... 99
3.2.4.2. Thử nghiệm lần 2.................................................................................... 100
3.2.4.3. Thử nghiệm lần 3.................................................................................... 102
3.3. BẢNG THÔNG SỐ SAU KHI CHẠY THỬ HỆ THỐNG .............................. 103
CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT .................................................................. 104
4.1. KẾT LUẬN ......................................................................................................... 105
4.1.1. Kết quả đạt được ........................................................................................... 105
4.1.2. Kết quả chưa đạt được................................................................................... 105
4.2. ĐỀ XUẤT ............................................................................................................ 105
4.2.1. Đề xuất phần cứng ........................................................................................ 105
4.2.2. Đề xuất phần mềm ........................................................................................ 105
4.2.3. Đề xuất cả hệ thống ....................................................................................... 105
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 106
PHỤ LỤC .................................................................................................................... 107
Trong công cuộc đổi mới đất nước, với mục tiêu chiến lược Công nghiệp hóa - hiện
đại hóa, đưa nền kinh tế phát triển với tốc độ cao nhằm sánh vai cùng với các quốc gia
phát triển trên thế giới, trong đó lĩnh vực tự động hóa đóng vai trò rất quan trọng.
Ngày nay với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật tiên tiến, thế giới đã và đang
ngày một thay đổi văn minh và hiện đại hơn. Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo
ra hàng loạt những thiết bị với các đặc điểm nổi bật như độ chính xác cao, tốc độ
nhanh, gọn nhẹ, đó cũng là những yếu tố rất cần thiết góp phần cho hoạt động của con
người đạt hiệu quả cao. Nó đang trở thành một nghành khoa học đa nhiệm vụ và chủ
chốt.
Cơ điện tử là một trong những lĩnh vực mới, đây là nghành có sự hội tụ và đúc kết
của ba chuyên nghành là cơ khí chính xác, tin học và điện tử tư duy hệ thống trong
thiết kế mà sản phẩm cuối cùng của nó là một hệ thống tự động hóa góp phần giải
phóng sức lao động của con người.
Đối với sinh viên Cơ điện tử để làm quen được với các hệ thống máy móc, công
nghệ bên ngoài thì quá trình học lý thuyết đi kèm với thực tế là hết sức cần thiết.
Với lòng đam mê, sự yêu thích và với sự mong muốn tạo ra được một sản phẩm
thay thế con người tiếp cận với những vùng nguy hiểm và độc hại, phục vụ cho con
người trong những công việc mà con người không thể đáp ứng được như quan sát núi
lửa, kiểm tra môi trường, gieo trồng, phun thuốc trừ sâu nông nghiệp em quyết định
chọn đề tài “Nghiên cứu ứng dụng cảm biến góc và thiết kế hệ thống chấp hành
cho mô hình máy bay 4 cánh ” làm đề tài nghiên cứu.
Nội dung để tài gồm 4 chương:
Chương I: Tổng quan máy bay 4 cánh (quadrotor).
Chương II: Nội dung nghiên cứu.
Chương III: Thử nghiệm và đánh giá kết quả.
Chương IV: Kết luận – hướng phát triển đề tài.
Em xin chân thành Thank quý thầy cô trong nhà trường, các thầy cô trong khoa
Cơ khí đã tận tình giúp đỡ chúng em trong suốt những năm qua, thầy cô đã trang bị
cho chúng em những kiến thức quý báu để làm hành trang bước vào đời.
3.2.3. Thiết kế 3
Thiết kế 3 đã khác phục được các nhược điểm của thiết kế 2, đã có hộp bảo vệ
mạch điều khiển, đã gắn xốp vào 4 đầu của thân mô hình.
Hộp điều khiển cao hơn mặt phẳng chứa 4 cánh quạt để bảo vệ cánh quạt và động
cơ không bị va đạp xuống đất trong trường hợp quadrotor bị lật úp.
Hình 3.9. Thiết kế 3
Bảng 3.3. Ưu, điểm và nhược điểm của thiết kế 3
Ưu, nhược điểm của phương án 3 Hướng khắc phục
Ưu điểm:
Mô hình ít bị cong vênh khi tiếp đất
với lực mạnh, thích hợp cho bay thử.
Nhận thấy với phương án 3 thì mô hình
hoạt động tương đối tốt.
Nhược điểm:
Bị va đập nhiều lần khung vẫn bị
cong, và bị gãy chân.
Cần 1 vật liệu làm khung cứng và nhẹ hơn
để mô hình có thể hoạt động ổn định hơn.
Tuy mô hình vẫn còn một số nhược điểm nhưng do điều kiện về thời gian và
kinh phí nên nhóm chưa giải quyết được một số nhược điểm tuy nhiên với thiết kế
theo thiết kế 3 đã giải quyết được những nhược điểm của mô hình quadrotor trước
đó, cụ thể như:
- Quadrotor ít bị gãy cánh, giảm gãy chân khi mô hình tiếp đất mạnh.
- PIN không bị văng ra ngoài trong trường hợp quadrotor bị rơi do mất ổn định
hay tiếp đất mạnh.
- Mạch điều khiển được bảo vệ bằng hộp bảo vệ.
- Mô hình ít bị cong vênh khi tiếp đất với lực mạnh, thích hợp cho bay thử.
3.2.4. Mô hình hoạt động của thiết kế 3
3.2.4.1. Thử nghiệm lần 1
Trong quá trình thử nghiệm quadrotor cất cánh khỏi mặt đất nhưng chao đảo rất
mạnh .
Hình 3.10. Thử nghiệm lần 1
Nguyên nhân:
- Thông số điều khiển 4 động cơ chưa đáp ứng yêu cầu của quadrotor.
- Khoảng cách giữa 2 động cơ đối diện lớn.
Khắc phục:
- Thu hẹp khoảng cách giữa các cặp động cơ đối diện 60mm.
Link Download bản DOC
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link tải, không dùng IDM để tải:

 
Top