طراحی و مدل سازی سیستم هلیکوپتر سه درجه آزادی

هدف این پژوهش طراحی و مدل سازی یک سیستم کنترل برای هلیکوپتر ۳ درجه آزادی است که بتواند ارتفاع و زوایای جابه جایی را به دقت تنظیم و ردیابی کند. این پژوهش با استفاده از مدل سازی دینامیکی مبتنی بر معادلات نیوتن-اولر و فضای حالت انجام شده و از نرم افزار سیمولینک برای شبیه سازی سیستم بهره گرفته است. کنترل کننده های طراحی شده شامل رگولاتور و ردیاب هستند که برای تنظیم پاسخ سیستم از روش جایابی قطب و کنترل بهینه استفاده شده است. روش پژوهش شامل تحلیل دینامیک سیستم، طراحی کنترل کننده های بازخورد حالت و بررسی عملکرد سیستم در سناریوهای مختلف است. با استفاده از سیمولینک، مدل ریاضی سیستم شبیه سازی شد و نتایج حاصل از عملکرد کنترل کننده ها با معیارهایی نظیر پایداری، دقت در ردیابی مسیر و مقاومت در برابر اغتشاشات ارزیابی گردید. یافته های پژوهش نشان می دهد که کنترل کننده پیشنهادی توانست به خوبی مسیرهای مرجع را دنبال کند و پایداری سیستم را حتی در شرایط اغتشاشات خارجی حفظ نماید. شبیه سازی ها تایید کردند که روش های استفاده شده نسبت به کنترل کننده های سنتی همچون PID عملکرد بهتری دارند و سیستم طراحی شده قادر است در سناریوهای پیچیده عملکرد خود را حفظ کند. نتیجه گیری کلی این است که مدل پیشنهادی با موفقیت توانسته است معیارهای کنترلی مورد نیاز را برآورده کند. همچنین، استفاده از سیمولینک به عنوان ابزاری قدرتمند برای تحلیل و طراحی سیستم های پیچیده به وضوح کارایی این پژوهش را افزایش داده است. این پژوهش زمینه ساز توسعه های بیشتر در حوزه کنترل سیستم های هوافضا و کاربردهای صنعتی است و پیشنهاد می شود در مطالعات آتی به افزایش درجه آزادی سیستم و استفاده از روش های پیشرفته کنترل مانند کنترل تطبیقی یا یادگیری تقویتی پرداخته شود.

کلیدواژه ها:

سیستم هلیکوپتر ، سه درجه آزادی ، طراحی و مدل سازی