طراحی سامانه کنترل پرواز تحمل پذیر خطا برای هواپیمای شش درجه آزادی مبتنی بر GRU، TCN و رای گیری مقاوم

در این پژوهش، یک چارچوب کنترل تحمل پذیر خطا برای هواپیمای شش درجه آزادی با هدف حفظ عملکرد سامانه کنترل پرواز در برابر خطاهای نرم افزاری ارائه شده است. با توجه به وابستگی روزافزون سامانه های پروازی به ساختارهای نرم افزارمحور، بروز خطا در مسیر تولید فرمان می تواند موجب افت محسوس کیفیت کنترل شود. در ساختار پیشنهادی، کنترل کننده های کلاسیک برای کانال های طولی و عرضی طراحی شده اند و به منظور ارزیابی عملکرد روش، یک خطای نرم افزاری در کانال عرضی اعمال شده است. برای جبران اثر این خرابی در فرمان ایلرون، دو مدل داده محور شامل واحد بازگشتی دروازه دار (GRU) و شبکه کانولوشنی زمانی (TCN) بر پایه داده های زمانی پرواز آموزش داده شده اند تا به صورت موازی فرمان کمکی تولید کنند. خروجی این دو مدل همراه با خروجی کنترل کننده اصلی از طریق یک سازوکار رای گیری مقاوم تلفیق می شود. این سازوکار با تکیه بر شاخص های سلامت و کاهش اثر مسیر معیوب، فرمان نهایی پایدارتری در اختیار سامانه قرار می دهد. برای بررسی پایداری و مقاومت ساختار پیشنهادی، سامانه تحت اغتشاشات شدید جوی مبتنی بر مدل استاندارد درایدن قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که روش پیشنهادی می تواند اثر خرابی را تضعیف کرده، پیوستگی عملکرد کانال عرضی را حفظ کند و بدون نیاز به مدل دقیق خرابی، پایداری پاسخ سامانه را در شرایط خطا بهبود دهد. در مجموع، ترکیب کنترل کلاسیک، مدل های داده محور و رای گیری مقاوم، رویکردی موثر برای افزایش تحمل پذیری خطا در سامانه های کنترل پرواز فراهم می کند.

کلیدواژه ها:

کنترل پرواز ، کنترل تحمل پذیر خطا ، رای گیری مقاوم ، واحد بازگشتی دروازه دار ، شبکه کانولوشنی زمانی