تخمین و کنترل وضعیت یک پرتابه با عملگر جابه جایی جرم با استفاده از تخمین گر و کنترل کننده پیش بین مبتنی بر فیلتر ذره ای

در این پژوهش، از دو فیلتر ذره ای به منظور تخمین حالت و کنترل وضعیت یک پرتابه با عملگر جابه جایی جرم ارائه شده است. ازآنجایی که معادلات دینامیکی جسم پرنده با عملگر جابه جایی جرم غیرخطی است، بنابراین از تخمین گر و کنترل کننده غیرخطی استفاده شده است. فیلتر اول با استفاده از اندازه گیری زاویه و جابه جایی جرم همراه با نویز به عنوان مشاهدات وظیفه تخمین زاویه، سرعت زاویه ای، جابه جایی جرم و سرعت جابه جایی جرم را بر عهده دارد. در پژوهش انجام شده، مسئله کنترل پیش بین غیرخطی به یک مسئله بهینه سازی دینامیکی تبدیل شده و سپس، در هر گام زمانی، بهترین سیگنال کنترل به صورت برخط با استفاده از فیلتر ذره ای دوم در افق محدود محاسبه و به سامانه اعمال می شود. تابع هزینه استفاده شده برای فیلتر اول خطای مقادیر اندازه گیری شده و محاسبه شده توسط هر ذره درنظرگرفته شده است. همچنین، تابع هزینه در مسئله کنترل پیش بین برای هر ذره متشکل از خطای ردگیری زاویه و تلاش کنترلی است. نتایج شبیه سازی برای سناریوهای انجام شده نشان می دهد که الگوریتم ارائه شده برای حل مسئله غیرخطی کنترل وضعیت وسیله با عملگر جابه جایی جرم عملکرد در حضور نویز گوسی و غیر گوسی خوبی دارد. همچنین، با توجه به تصادفی بودن ماهیت مسئله تحلیل آماری نتایج با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو انجام شده است.

کلیدواژه ها:

رهگیر مبتنی بر عملگر جابه جایی جرم ، کنترل پیش بین غیرخطی ، فیلتر ذره ای ، بهینه سازی دینامیکی ، تخمینگر غیرخطی