طراحی کنترلکننده ترکیبی برای ردیابی مسیر یک کوادروتور با وجود اغتشاش نامعین
نویسندگان
1 دانشآموخته کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان
2 دانشجوی دکترا، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران
3 دانشجوی دکترا، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان
4 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی ، تهران
doi
10.22044/jsfm.2021.7877.2813چکیده
در این پژوهش یک روش کنترل غیرخطی جدید همراه با شبیهسازی برای کوادروتور ارائه میشود. معادلات دینامیکی پرنده بصورت یک جسم با شش درجه آزادی بر اساس معادلات نیوتن-اویلر، بصورت کامل و بدون سادهسازی و همراه با اغتشاش خارجی نامعین در نظر گرفتهشدهاست. با توجه به کمعملگر بودن پرنده و کوپل دینامیک آن، یک الگوریتم کنترل غیرخطی با ترکیب روش کنترلی گام به عقب انتگرالگیر و روش مود لغزشی برای پایداری وضعیت پرنده و دنبال کردن مسیر مطلوب توسط آن، طراحی میشود. کنترلکنندههای طراحی شده براساس کنترل سلسله مراتبی برای کنترل حرکات چرخشی و حرکات انتقالی پرنده استفاده میشوند، ضمن اینکه پایداری آنها توسط تئوری لیاپانوف اثبات میشود. با استفاده از کنترلکننده پیشنهادی، میتوان از وقوع پدیده چترینگ و همچنین ورودی کنترلی ناپیوسته که در روش کنترلی مود لغزشی رخ میدهد، اجتناب کرد. عملکرد کنترلکننده ارائه شده در این تحقیق توسط شبیه-سازی تحت سناریوهای مختلف تایید میشود. نتایج نشان میدهد که روش پیشنهادی نسبت به کنترلکننده PID نهتنها عملکرد بهتری در ردیابی مسیر از خود نشان میدهد بلکه در مواجهه با اغتشاش خارجی نامعین، مقاومتر است.
