Aerial manipulation

این متن درمان کامل منطقه به سرعت در حال رشد دستکاری هوایی است. این جزئیات تمام مراحل طراحی مورد نیاز برای مدل‌سازی و کنترل وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (UAV) مجهز به دستکاری‌کننده‌های رباتیک را شرح می‌دهد. با شروع با مبانی فیزیکی سینماتیک جسم صلب، این کتاب ارائه عمیق مختصات محلی و جهانی، همراه با نمایش جهت‌گیری و حرکت در سیستم‌های مختصات ثابت و متحرک را ارائه می‌دهد. پوشش کینماتیک و دینامیک وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین در یک سری از پیکربندی‌های محبوب پهپاد برای سیستم‌های چند روتوری توسعه یافته است. چنین ترتیبی که با مثال‌های مکرر و تمرین‌های پایان فصل پشتیبانی می‌شود، خواننده را از پیکربندی‌های ساده‌تر به پیچیده‌تر پهپاد هدایت می‌کند. آیرودینامیک سیستم پیشرانه، که در طراحی پهپاد ضروری است، از طریق تئوری های تیغه-عنصر و تکانه تجزیه و تحلیل می شود، تجزیه و تحلیل که با توصیف اثرات درگ و زمین-آیرودینامیکی دنبال می شود.

بخش مرکزی کتاب اختصاص داده شده است. به سینماتیک، دینامیک و کنترل هوایی-مانیپلاتور. بر اساس پایه‌های گذاشته شده در فصل‌های آغازین، این بخش از کتاب ارائه‌ای ساختاریافته از مدل‌سازی دینامیکی نیوتن-اویلر است که معادلات رو به جلو و عقب را در هر دو سیستم مختصات ثابت و متحرک ایجاد می‌کند. رویکرد لاگرانژ-اولر برای گسترش بیشتر مدل اعمال می‌شود، و فرمالیسم‌هایی را برای مدل‌سازی ممان اینرسی متغیر ارائه می‌دهد که بعداً برای تجزیه و تحلیل دینامیک دستکاری‌کننده‌های هوایی در تماس با محیط استفاده شد. با استفاده از دانش حاصل از داده‌های حسگر، بینش‌هایی در مورد روش‌هایی ارائه می‌شود که در آن تکنیک‌های کنترل خطی، قوی و تطبیقی ​​را می‌توان در دستکاری هوایی به کار برد تا با مشکلات دنیای واقعی که دانشمندان و مهندسان در طراحی و اجرای رباتیک هوایی با آن مواجه هستند، مقابله شود. سیستم های. این کتاب با برنامه ریزی مسیر و مسیر با مثال های مبتنی بر دید برای ردیابی و دستکاری تکمیل شده است.

This text is a thorough treatment of the rapidly growing area of aerial manipulation. It details all the design steps required for the modeling and control of unmanned aerial vehicles (UAV) equipped with robotic manipulators. Starting with the physical basics of rigid-body kinematics, the book gives an in-depth presentation of local and global coordinates, together with the representation of orientation and motion in fixed- and moving-coordinate systems. Coverage of the kinematics and dynamics of unmanned aerial vehicles is developed in a succession of popular UAV configurations for multirotor systems. Such an arrangement, supported by frequent examples and end-of-chapter exercises, leads the reader from simple to more complex UAV configurations. Propulsion-system aerodynamics, essential in UAV design, is analyzed through blade-element and momentum theories, analysis which is followed by a description of drag and ground-aerodynamic effects.

The central part of the book is dedicated to aerial-manipulator kinematics, dynamics, and control. Based on foundations laid in the opening chapters, this portion of the book is a structured presentation of Newton–Euler dynamic modeling that results in forward and backward equations in both fixed- and moving-coordinate systems. The Lagrange–Euler approach is applied to expand the model further, providing formalisms to model the variable moment of inertia later used to analyze the dynamics of aerial manipulators in contact with the environment. Using knowledge from sensor data, insights are presented into the ways in which linear, robust, and adaptive control techniques can be applied in aerial manipulation so as to tackle the real-world problems faced by scholars and engineers in the design and implementation of aerial robotics systems. The book is completed by path and trajectory planning with vision-based examples for tracking and manipulation.