فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

این مقاله به مدلسازی دینامیکی و کنترل بهینه غیرخطی یک وسیله هوایی با در نظر گرفتن مدل غیرخطی موتور پیشران می‌پردازد. بدین منظور معادلات دینامیک پرواز غیرخطی وسیله هوایی با در نظر گرفتن روابط غیرخطی حاکم بر موتور پیشران آن استخراج می‌شود. رابطه نیروی پیشرانش و مصرف سوخت موتور هوازی بیان و با معادلات دینامیک غیرخطی وسیله پرنده ترکیب می‌شود. با بیان فرمولاسیون کنترل بهینه غیرخطی وابسته به حالت، دینامیک غیرخطی جسم هوایی به عنوان معادلات قیدی مسئله در نظر گرفته شده و تابع هزینه شامل متغیرهای حالت و ورودی های کنترلی در لحاظ می‌شود. سپس تابع همیلتونین مسئله کنترل بهینه تشکیل و معادلات بهینگی بدست می‌آید. با حل عددی معادلات بهینگی، پارامترهای متعددی نظیر زاویه مسیر پرواز، عدم قطعیت، زاویه حمله و ضرایب وزنی کنترل بهینه در نظر گرفته شده و شبیه‌سازی متنوعی ارایه می‌شود. نتایج نشان می‌دهد، با افزایش زاویه حمله، زمان و تلاش کنترلی سامانه افزایش می‌یابد. با تغییر ضرایب وزنی مسئله کنترل بهینه، مسیرهای بهینه کنترلی متعددی ایجاد و افزایش ضرایب وزنی ورودی باعث کاهش مصرف سوخت بهینه می‌شود. مشاهده می‌شود که با تغییر پارامتر عدم قطعیت در مدلسازی، پاسخ گذرا سیستم تغییر کرده اما در نهایت روش کنترل بهینه توانمند در ردیابی مسیر مطلوب بوده است. با تغییر شرایط اولیه مختلف و پارامترهای مختلف، کنترل بهینه غیرخطی سیستم به خوبی انجام می‌شود که نشان‌دهنده کارایی روش پیشنهادی در مدلسازی و کنترل غیرخطی سیستم است.