کنترل حرکت یک شناور بدون سرنشین بادبانی در معرض اغتشاشات و جریانات سطحی بر اساس الگوریتم تلفیقی خطیسازی فیدبک بهینه
نویسندگان
1 پژوهشکده علوم و فناوری شمال، دانشگاه صنعتی مالکاشتر، ایران
2 دانشکده برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالکاشتر، ایران
3 دانشکده برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالکاشتر، ایران
4 دانشکده برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالکاشتر، ایران.
doi
چکیده
در این مقاله، طراحی کنترلکننده سمت و سرعت یک قایق بادبانی بدونسرنشین بررسی میشود که از نیروی باد طبیعی، بهطور مؤثر جهت پیمایش مسیر در دریا استفاده میکند. در این پژوهش با توجه به معادلات غیرخطی حاکم بر دینامیک قایق بادبانی و اعمال اغتشاشات ناشی از جریانهای آبی در معادلات دینامیک، از دو کنترلکنندۀ مجزا برای کنترل سمت و سرعت قایق بادبانی در حضور اغتشاشات، استفاده شده است. در روش پیشنهادی، برای تعقیب زاویۀ سمت مطلوب از کنترل فیدبک خطیساز ورودی-خروجی و برای کنترل سرعت، از یک کنترلکننده ابتکاری بهینه با هدف کنترل زاویۀ بادبان، جهت بیشینه نمودن سرعت، استفاده شده است. در روش خطیسازی فیدبک، با حذف جملههای غیرخطی، سیستم خطی شده و سپس کنترلکنندۀ سمت مناسب، به گونهای طراحی میشود که خروجی، ورودی مطلوب را ردیابی کند. با طراحی کنترلکنندۀ زاویۀ بادبان، سرعت بیشینه، متناسب با سمت و سرعت حقیقی باد، به دست خواهد آمد. نتایج شبیهسازی با روش کنترل PID مقایسه و مشاهده شد که روش کنترل فیدبک خطیساز بهینه، سمت مرجع را در یک بازه زمانی کوتاهتری (حدود 20 ثانیه) در برخی سمتهای مرجع، دنبال نموده است و در کنترل سرعت شناور، بهصورت میانگین، حدود 20 درصد افزایش سرعت، نسبت به روش کنترل PID حاصل شده است.
