طراحی راهبرد کنترلی PID برای پرواز رو به جلو چهارپره تحت شرایط اثر زمین
نویسندگان
1 هیئت علمی دانشکده مهندسی مکانیک/دانشگاه علم وصنعت ایران
2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران
doi
چکیده
در سالهای اخیر، در کلاس هواپیماهای بدون سرنشین، کنترل چهارپره مورد توجه بسیاری از محققین در سراسر دنیا قرار گرفته است. در این نوع بالگرد تلاش میشود که با استفاده از نیروهای که توسط پروانهها تولید میشود به پایداری در حالت پرواز ایستا و متحرک دست پیدا کنند. چهارپره رفتار دینامیکی غیرخطی متغیر با زمان دارد و مادام توسط نیروهای آیرودینامیکی مغشوش میشود. در شرایط اثر زمین، ویک پروانه بالگرد در اثر اندرکنش با زمین باعث اغتشاشات چشمگیری در جریان در نزدیکی پره های پروانه و همچنین بدنه پرنده میشود. این اندرکنشها اثرات جدی بر روی خصوصیات کیفیت کنترل پرواز میگذارد و باعث ناپداری پرواز میشود. اکثر مطالعات انجام شده در زمینه اثر زمین به بررسی پرواز ایستا و فرود بالگرد متمرکز شدهاند و اثر زمین به صورت پارامتر ثابت در معادلات دینامیکی وارد شده است. در این مقاله، مدل دینامیکی غیرخطی جامعی برای انواع حالتهای پرواز چهارپره در نزدیکی سطح زمین در فضای حالت ارائه شده و اثر زمین به صورت تابعی از متغیرهای حالت در معادلات دینامیکی ظاهر میشود. در گام بعدی با استفاده از مدل پیشنهادی یک سیستم کنترلی PID طراحی میشود و پدیده اثر زمین در عملکرد کنترل کننده بررسی میشود. نتایج شبیه سازیها نشان میدهد که با کمک این مدل و کنترل کننده طراحی شده، پایداری پرواز و تعقیب مسیر بهبود چشمگیری یافته است.
