فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقدمه : پهپادهای کوادروتور به دلیل ساختار ساده، قابلیت برخاست و فرود عمودی، پرواز ایستا و مانورپذیری بالا، در کاربردهای مختلف نظامی و غیرنظامی مورد توجه قرار گرفته‌اند. با این حال، این سامانه‌ها دارای دینامیک غیرخطی، با تعداد عملگر کمتر از درجات آزادی، و به‌شدت کوپل‌شده هستند و عملکرد آن‌ها نسبت به عدم‌قطعیت‌های پارامتری حساس است. در میان این عدم‌قطعیت‌ها، جرم نقش مهمی دارد، زیرا مستقیماً در دینامیک ارتفاع و نسبت نیروی پیشران به جرم ظاهر می‌شود. تغییر بار محموله، خطاهای مدل‌سازی یا تغییر تجهیزات نصب‌شده می‌تواند باعث نامعلوم بودن جرم واقعی کوادروتور شود . روش : در این پژوهش، ابتدا مدل ریاضی غیرخطی کوادروتور با استفاده از فرمول‌بندی نیوتن - اویلر استخراج شده و به‌صورت مدل فضای حالت دوازده‌حالته شامل دینامیک‌های انتقالی و دورانی بیان می‌شود. سپس یک کنترل‌کننده پس‌گام مبتنی بر انتگرال‌گیر برای پایدارسازی ارتفاع و وضعیت طراحی می‌گردد. در ادامه، به‌منظور مقابله با جرم نامعلوم، کنترل‌کننده اسمی به یک کنترل‌کننده پس‌گام انتگرال‌گیر تطبیقی توسعه داده می‌شود. یافته­ ها : نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد کنترل‌کننده پیشنهادی ارتفاع و زوایای غلت، فراز و سمت را بدون خطای ماندگار و بدون فراجهش در کانال‌های وضعیت به مقادیر مرجع همگرا می‌کند. مقایسه با چهار کنترل‌کننده مرجع تحت عدم‌قطعیت جرم یکسان نشان می‌دهد روش پیشنهادی، برخلاف پس‌گام غیرتطبیقی، خطای ماندگار ارتفاع را حذف می‌کند (ارتفاع نهایی 998/0 در برابر 626/0 متر) و تنها روشی است که جرم نامعلوم و حتی متغیر با زمان را به‌صورت برخط بازسازی می‌نماید. در سناریوی افزایش ۵۰ درصدی جرم نیز تنها کنترل‌کننده‌ای است که ارتفاع را به‌طور کامل به مرجع می‌رساند. نتیجه­ گیری : روش پیشنهادی با ترکیب کنترل پس‌گام انتگرال‌گیر و تخمین تطبیقی مبتنی بر لیاپانوف، راهکاری مؤثر برای پایدارسازی کوادروتور در حضور عدم‌قطعیت جرم فراهم می‌کند. این کنترل‌کننده ضمن تضمین پایداری حلقه‌بسته، مقاومت سامانه را در برابر تغییرات جرم افزایش داده و برای مأموریت‌هایی با بار محموله متغیر یا مدل‌سازی نامطمئن مناسب است .