کنترل پیش بین مدل برای ردیابی موقعیت تریکوپتر شیب دار(ملخ های مایل شونده)

در این تحقیق، طراحی و پیاده سازی یک کنترل کننده پیش بین مدل محور (Model Predictive Control - MPC) برای کنترل موقعیت و پایداری یک تریکوپتر شیب دار مورد بررسی قرار گرفته است. تریکوپترها به دلیل ساختار ساده تر، مصرف انرژی کمتر، و قابلیت کنترل بالاتر در برخی کاربردها نسبت به سایر پهپادها، گزینه ای مناسب برای ماموریت های مختلف هوایی از جمله نظارت، شناسایی، نقشه برداری و عملیات امداد و نجات هستند. با این حال، طراحی کنترل کننده ای پایدار و دقیق برای آن ها، به دلیل دینامیک غیرخطی و قید های کنترلی، یک چالش اساسی محسوب می شود.در این مطالعه، ابتدا مدلی دینامیکی شامل ۶ درجه آزادی برای تریکوپتر تهیه شده و سپس با تحلیل نقاط تعادل و خطی سازی مدل، زمینه برای طراحی کنترل کننده MPC فراهم شده است. کنترل کننده طراحی شده با در نظر گرفتن قید های ورودی، خروجی و حالت های سیستم، به گونه ای تنظیم می شود که بتواند عملکرد بهینه را در پایداری و تعقیب مسیر ارائه دهد. همچنین، برای مقایسه و اعتبارسنجی، یک کنترل کننده کلاسیک PID نیز پیاده سازی شده است.نتایج شبیه سازی نشان می دهد که کنترل کننده MPC توانسته است در سناریوهای مختلف از جمله تغییر مسیر و اختلالات بیرونی، عملکرد دقیق تر و پایدارتری نسبت به کنترل کننده PID از خود نشان دهد. این موضوع بر کارایی بالای روش MPC در مواجهه با سیستم های دارای قید و دینامیک پیچیده تاکید دارد. در نهایت، این روش می تواند به عنوان پایه ای برای توسعه کنترل کننده های هوشمندتر و تطبیقی در پهپادهای نسل آینده مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

کنترل پیش بین مدل ، تریکوپتر ، پایداری پرواز .