کنترل کوادروتور بدون سرنشین با استفاده از روش پیش بینی کننده ی مبتنی بر مدل

کوادروتور بدون سرنشین که در زمره ی وسایل نقلیه ی هوایی بالگرد قرار دارد، به دلیل داشتن توانایی انجام ماموریت های مختلف نظامی و غیرنظامی بدون در معرض خطر قرار دادن جان انسان بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در کنار توانایی های منحصربه فرد این وسیله، معادلات دینامیکی غیرخطی و ناپایداری آن سبب می شود که برای انجام ماموریت های محوله به یک کنترل کننده ی مناسب نیاز داشته باشد. روش کنترلی پیش بینی کننده ی مبتنی بر مدل روشی است که به دلیل دارا بودن قابلیت هایی چون پیش بینی رفتار سیستم و امکان اعمال قیود فیزیکی همزمان با محاسبه ی دستور کنترلی بهینه ی مناسب و امکان جبران اثرات تاخیرات زمانی به وجود آمده در زمان کنترل سیستم، در مقاله ی حاضر مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله ابتدا معادلات دینامیکی سیستم به کمک روش نیوتن- اویلر استخراج شده سپس به دو زیرسیستم خطی و زاویه ای تقسیم می شوند و در نهایت به صورت پارامتری خطی سازی و گسسته سازی می گردند. سپس، برای هر زیرسیستم یک کنترل کننده ی پیش بینی کننده ی مبتنی بر مدل طراحی می شود. در طراحی کنترل کننده ها اثرات تاخیرات زمانی ناشی از محاسبات در نظر گرفته می شوند. در نهایت مجموعه ی کوادروتور و کنترل کننده های آن شبیه سازی شده و نتایج حاصل از شبیه سازی به همراه توضیحات آن ارائه می گردند. نتایج به دست آمده عملکرد مناسب کنترل کننده را در دنبال کردن مسیر مطلوب بدون تجاوز از قیدهای فیزیکی مسئله نشان می دهند.

کلیدواژه ها:

کوادروتور ، کنترل پیش بینی کننده ی مبتنی بر مدل ، قیود فیزیکی ، تابع هزینه