هدایت سه بعدی رشته حفاری با استفاده از حساسه های اینرسی
چکیده
این پژوهش به مسئله طراحی مسیر مرجع در سامانه هدایت خودکار رشتههای حفاری مجهز به mwdدر یک فضای سه بعدی میپردازد. در ابتدا با استفاده از مفهوم زوایای اویلر، سینماتیک مستقیم برای بازههای زمانی مختلف بررسی میگردد. سپس با فرض اینکه ویژگیهای مکانیکی محیط با سینماتیک رشته سازگار باشد،رابطهای برای تعیین موقعیت رشته در انتهای بازههای کوچک زمانی بدست میآید. این رابطه تابعی از زاویه مته، زاویه پیچش رشته حول محور خود و میزان پیشروی رشته میباشد. سینماتیک معکوس حرکت برای بدست آوردن متغیرهای مفصلی بررسی شده است. بدین منظور سینماتیک معکوس برای دو حالت به وسیله الگوریتم زنبور عسل بررسی میشود. در حالت اول زاویه مته ثابت درنظر گرفته میشود، در حالی که برای حالت دوم اندازه بردار جابجایی ثابت در نظر گرفته شده است. همچنین برای مدل کردن موانع موجود در مسیر، از مفهوم پوسته محدب اجسام سه بعدی استفاده شده است. نتایج نشان میدهد که از سینماتیک رشته حفاری میتوان به نوع جدیدی از رباتهای انعطافپذیر که قادر به حفاری و حرکت روی مسیرهای سه بعدی هستند، دست یافت. همچنین میتوان دریافت که الگوریتم تولید مسیر بکار گرفته شده، قادر است حتی در صورت بروز پیشامدهای غیر منتظره (مانند وجود مانع در مسیر اولیه) به تولید مسیر پرداخته و مسیر مرجع رشته را به سمت هدف مشخص نماید.