مدلسازی دقیق یک کوادروتور به روش مود لغزشی به منظور ردیابی مسیر مرجع در حضور اغتشاش

چکیده مقاله

امروزه طراحی و کنترل وسایل پرنده بدون سرنشین در ابعاد کوچک، به دلیل کاربردهای داخلی و تجاری، بسیار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. از جمله محبوبترین این وسایل در عرصههای آزمایشگاهی کوادروتور بوده که دارای ساختار مکانیکی ساده و قابلیت مانوردهی بالا میباشد. در این پژوهش سعی شده مدل دینامیکی جامعی از این پرنده استخراج گردد و با تلفیق یک روش کنترل غیرخطی، یک کنترلر مقاوم برای آن طراحی  شود. مدل ریاضی پرنده، جهت شبیهسازی و کنترل، به روش نیوتن- اویلر استخراج گردید. دینامیک بدست آمده غیرخطی، زیرتحریک، جفت شده و به شدت ناپایدار میباشد، بنابراین برای پایدارسازی و ایجاد حرکات دلخواه در پرنده، بایستی سیستم کنترلی مناسب طراحی گردد. در این مقاله از روش مود لغزشی، با هدف ردیابی مسیر مطلوب برای هدایت عمود پرواز ارائه شده است. با توجه به "مدلپایه" بودن روشهای کنترلی، نمیتوان از اثر دینامیک عملگرها چشمپوشی کرد، از طرفی طراحی کنترلکننده برای سیستم کلی شامل دینامیک عملگر و دینامیک پرنده بسیار دشوار است. بنابراین از الگوریتم کنترل دومرحلهای استفاده شده که در مرحله اول دینامیک عملگر جبرانسازی شده و در مرحله دوم برای دینامیک سیستم بدون در نظر گرفتن عملگر کنترلکننده طراحی میگردد. به منظور ارزیابی عملکرد سیستم کنترلی ارائهشده، کل عمودپرواز چهار- ملخه در نرم افزار متلب شبیه سازی شده است. نتایج حاصل از بکارگیری کنترل کننده به روش مود لغزشی نشان میدهد که این روش، عملکرد مناسبی در ردیابی مسیر مرجع ایفا میکند و در حضور اغتشاش نیز مقاوم بوده و عملکرد مطلوبی حاصل شده است.

دریافت لینک دانلود مقاله