کنترل پس گام تطبیقی انتگرالی مقاوم برای پایدارسازی پهپاد کوادروتور تحت عدم قطعیت جرم ناشناخته
محل انتشار: فصلنامه دفاع هوافضایی، دوره: 5، شماره: 2
سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 18
فایل این مقاله در 42 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_JASD-5-2_004
تاریخ نمایه سازی: 22 مهر 1405
چکیده مقاله:
مقدمه: پهپادهای کوادروتور به دلیل ساختار ساده، قابلیت برخاست و فرود عمودی، پرواز ایستا و مانورپذیری بالا، در کاربردهای مختلف نظامی و غیرنظامی مورد توجه قرار گرفته اند. با این حال، این سامانه ها دارای دینامیک غیرخطی، با تعداد عملگر کمتر از درجات آزادی، و به شدت کوپل شده هستند و عملکرد آن ها نسبت به عدم قطعیت های پارامتری حساس است. در میان این عدم قطعیت ها، جرم نقش مهمی دارد، زیرا مستقیما در دینامیک ارتفاع و نسبت نیروی پیشران به جرم ظاهر می شود. تغییر بار محموله، خطاهای مدل سازی یا تغییر تجهیزات نصب شده می تواند باعث نامعلوم بودن جرم واقعی کوادروتور شود. روش: در این پژوهش، ابتدا مدل ریاضی غیرخطی کوادروتور با استفاده از فرمول بندی نیوتن-اویلر استخراج شده و به صورت مدل فضای حالت دوازده حالته شامل دینامیک های انتقالی و دورانی بیان می شود. سپس یک کنترل کننده پس گام مبتنی بر انتگرال گیر برای پایدارسازی ارتفاع و وضعیت طراحی می گردد. در ادامه، به منظور مقابله با جرم نامعلوم، کنترل کننده اسمی به یک کنترل کننده پس گام انتگرال گیر تطبیقی توسعه داده می شود.یافته ها: نتایج شبیه سازی نشان می دهد کنترل کننده پیشنهادی ارتفاع و زوایای غلت، فراز و سمت را بدون خطای ماندگار و بدون فراجهش در کانال های وضعیت به مقادیر مرجع همگرا می کند. مقایسه با چهار کنترل کننده مرجع تحت عدم قطعیت جرم یکسان نشان می دهد روش پیشنهادی، برخلاف پس گام غیرتطبیقی، خطای ماندگار ارتفاع را حذف می کند (ارتفاع نهایی ۹۹۸/۰ در برابر ۶۲۶/۰ متر) و تنها روشی است که جرم نامعلوم و حتی متغیر با زمان را به صورت برخط بازسازی می نماید. در سناریوی افزایش ۵۰ درصدی جرم نیز تنها کنترل کننده ای است که ارتفاع را به طور کامل به مرجع می رساند.نتیجه گیری: روش پیشنهادی با ترکیب کنترل پس گام انتگرال گیر و تخمین تطبیقی مبتنی بر لیاپانوف، راهکاری موثر برای پایدارسازی کوادروتور در حضور عدم قطعیت جرم فراهم می کند. این کنترل کننده ضمن تضمین پایداری حلقه بسته، مقاومت سامانه را در برابر تغییرات جرم افزایش داده و برای ماموریت هایی با بار محموله متغیر یا مدل سازی نامطمئن مناسب است.
کلیدواژه ها:
کوادروتور ، کنترل تطبیقی ، کنترل پس گام انتگرال گیر ، عدم قطعیت جرم ، پایداری لیاپانوف ، پایدارسازی ارتفاع و وضعیت
نویسندگان
علی حسینی لقا
گروه مهندسی برق و کامپیوتر، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :