پرواز گروهی پهپادها با آرایش ساختار مجازی با کنترل تلفیقی PID و وارون دینامیک

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر

2 دانشیار، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر

3 دانشیار، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر

doi
چکیده

در این مقاله به موضوع هدایت گروهی پهپادها با آرایش ساختار مجازی با کمک کنترل تلفیقی PID و وارون دینامیک پرداخته شده است. ابتدا مدل‌سازی یک پهپاد بال ثابت با استفاده از معادلات شش درجه آزادی انجام شده و با توجه به انتخاب روش ساختار مجازی برای پرواز گروهی، سیستم هدایت و کنترل مناسب برای یک پرنده مبتنی بر راهبر مجازی طراحی و شبیه‌سازی شش درجه آزادی انجام شده است. در این راستا فرمان‌های شتاب در دستگاه مختصات اینرسی به فرامین شتاب در دستگاه مختصات بدنی پرنده تبدیل و سپس این فرامین، به فرمان‌های زوایای وضعیت و سرعت تبدیل شده است. با تلفیق کنترل خطی PID و کنترل غیرخطی وارون دینامیک، کنترل­کننده سیستم طراحی و با توجه به نتایج بدست آمده، توانسته به‌خوبی راهبر مجازی را در مسیر مطلوب تعقیب نماید. در ادامه، با مدل‌سازی آرایش ساختار مجازی و بکارگیری کنترلر پیشنهادی، خطای موقعیتی عضوها کنترل شده و نتایج شبیه‌سازی پرواز گروهی نشان می­دهد، عملکرد پهپادها در حفظ آرایش، تعقیب مسیر تعیین شده و حذف خطای موقعیت به‌صورت قابل‌ملاحظه‌ای بهبود یافته است.