کنترل پایدارساز زاویه ای تحمل پذیر عیب بلادرنگ یک کوادروتور در حضور عیب عملگر

در این مقاله، کنترل تحمل پذیر عیب زمان محدود برمبنای الگوریتم مد لغزشی به عنوان یک روش کنترلی مقاوم برای کنترل پایدارساز زاویه­­ای سیستم کوادروتور در حضور عیب عملگر و عدم­ قطعیت ارائه شده است. کنترل­کننده بر مبنای مدل غیرخطی کوادروتور طراحی شده و تحلیل پایداری آن برمبنای تئوری لیاپانوف انجام گرفته است. همچنین با توجه به برخی نقاط ضعف سنسورهای ممز مانند نویزپذیری نسبتا بالا و خطای بایوس، به منظور ترکیب داده های سنسورها و کاهش اثرات نویز و خطا روی داده­های خروجی، فیلتر کالمن توسعه­یافته طراحی و پیاده­سازی شد. به منظور اعتبارسنجی عملکرد کنترل کننده، آزمایش های عملی بر روی یک نمونه آزمایشگاهی مقیاس کامل کوادروتور به صورت بلادرنگ پیاده­سازی شد. ارزیابی عملکرد استراتژی طراحی شده در سناریوهای مختلفی از قبیل تست در حالت بدون عیب عملگر، با وجود عیب جزئی در عملگر و عدم قطعیت در پارامترهای کوادروتور انجام شده است. نتایج آزمایشگاهی حاکی از برتری استراتژی تحمل­پذیر مد لغزشی نسبت به خطی­سازی پسخورد در حضور عیب­های مختلف و اثرات عدم قطعیت می­باشند.

کلیدواژه ها:

Quadrotor ، Attitude stabilization ، Fault tolerant control ، sliding mode control ، extended Kalman filter ، کوادروتور ، پایدارسازی زاویه ای ، کنترل تحمل پذیر عیب ، الگوریتم مد لغزشی ، فیلتر کالمن