طراحی کنترلر برای ریزپرنده داکتدفن به روش وارون دینامیک در حرکت عرضی

امروزه ریزپرنده های داکتدفن، به دلیل وجود داکت و در نتیجه توانایی حضور ایمن در محیط های سربسته، توجه بسیاری را در حوزه های تجاری و پژوهشی به خود جلب نموده اند. از این رو برای شناخت ملموس تر و انجام تجربی مانورها، نمونه ای از این پرنده در دانشکده مهندسی هوافضای دانشگاه صنعتی امیرکبیر ساخته شده است. در این پژوهش در گام اول به مدل سازی پرنده پرداخته می شود. بدین نحو که پس از به دست آوردن مدل دینامیکی پرنده، پارامترهای موجود در این مدل به کمک روش های تجربی مورد محاسبه قرار گرفته اند که در این میان می توان به ضرایب آیرودینامیک سطوح کنترل و ممان اینرسی پرنده اشاره نمود و در گام دوم به طراحی کنترل کننده برای پرنده مذکور پرداخته می شود. کنترل ریزپرنده داکتدفن به دلیل ناپایداری های ذاتی آن از جمله مساله های مهم در طراحی این پرنده به شمار می رود که مطالعه پرنده های داکتدفن موجود نشان می دهد روش کنترل غیرخطی وارون دینامیک به دلیل پیاده سازی های تجربی موفق روی پرنده، انتخاب مناسبی بین روش های کنترلی است. از این رو پس از انتخاب روش کنترلی وارون دینامیک، به شبیه سازی و کنترل موقعیت پرنده در محیط سیمولینک پرداخته شده است. در این روند، ابتدا فرمان موقعیت به پرنده، اعمال و توسط کنترل کننده به فرمان عملگرهای کنترلی حالت تبدیل می شود. سپس این فرمان ها توسط تغییر زوایای سطوح کنترل پرنده منجر به تغییر زوایای سمت، فراز و غلت پرنده و در نتیجه دستیابی به موقعیت مطلوب می شوند. نتایج شبیه سازی نشان دهنده تعقیب مناسب فرمان ورودی و همچنین پایداری سیستم حلقه بسته برای ریزپرنده داکتدفن است.

کلیدواژه ها:

Ducted-Fan MAV ، Modeling and Simulation ، Dynamic Inversion Method ، ریزپرنده داکتدفن ، مدل سازی و شبیه سازی ، کنترل وارون دینامیک