کنترل گام متغیر برای یک کوادروتور با استفاده از کنترل کننده های خطی سازی فیدبک و خطی سازی فیدبک تطبیقی مستقیم

سال انتشار: 1399
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 201

فایل این مقاله در 24 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JACSM-31-2_005

تاریخ نمایه سازی: 27 آذر 1400

چکیده مقاله:

در این مقاله به بررسی ساختار دینامیکی کوادروتور گام متغیر و طراحی کنترل­کننده مناسب بر اساس مدل­سازی­های ریاضی پرداخته شده است. کوادروتور گام ثابت به دلیل ساختار دینامیکی ساده تر نسبت به سایر مدل­ها بیشتر مورد توجه تحقیقات علمی قرار گرفته است. این نوع از کوادروتور­ها در عین سادگی نسبی، محدودیت­هایی نظیر کاهش مداومت پروازی و انجام مانورهای مختلف پروازی را به همراه دارند. می توان با استفاده از ملخ های گام متغیر در یک کوادروتور، محدودیت های یاد شده را به طور نسبی کاهش داد. در این مقاله، ابتدا به بررسی ویژگی های ملخ های گام متغیر در مقایسه با ملخ های گام ثابت برای یک کوادروتور پرداخته شده است. در ادامه از روش خطی سازی فیدبک و خطی سازی فیدبک تطبیقی مستقیم جهت کنترل کوادروتور گام متغیر استفاده شده است.درنهایت نیز نتایج حاصل از طرح کنترلی پیشنهادی از طریق شبیه سازی با نرم افزار MATLAB بررسی شده است. جهت بررسی بهتر عملکرد کنترل کننده های طراحی شده، نتایج شبیه سازی با روش های PID و دینامیک معکوس غیرخطی (NID)  و مدلغزشی و مد لغزشی تطبیقی در شرایط تغییر جرم کوادروتور مقایسه شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که اتخاذ این راهبرد تطبیقی اجازه می دهد تا کوادروتور جهت گیری های زمان متغیر و دستورات ارتفاع را به طور دقیق تری، در حضور اغتشاشات و یا نامعینی های پارامتری، در مقایسه با کنترل کننده های خطی سازی فیدبک غیر تطبیقی، دنبال کند و همچنین نشان می دهد که کنترل کننده های خطی سازی فیدبک تطبیقی و مد لغزشی تطبیقی به ترتیب در مقایسه با کنترل کننده های خطی سازی فیدبک، مد لغزشی، PID و NID ردیابی دقیق تر و با خطای کمتری دارند.

کلیدواژه ها:

کوادروتور گام متغیر ، مدل سازی ، کنترل خطی سازی فیدبک ، کنترل خطی سازی فیدبک تطبیقی مستقیم

نویسندگان

مریم مسلسل

مهندسی برق - کنترل، دانشگاه صنعتی همدان

مهدی خدابنده

مهندسی برق- کنترل، دانشگاه صنعتی همدان

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Cutler, Mark, et al. "Comparison of fixed and variable pitch ...
  • Cutler, Mark Johnson. Design and control of an autonomous variable-pitch ...
  • Cutler, Mark, and Jonathan How. "Actuator constrained trajectory generation and ...
  • Kawasaki, Koji, et al. "Muwa: Multi-field universal wheel for air-land ...
  • Panizza, Pietro, et al. "Data-driven attitude control law design for ...
  • Riccardi, Fabio, and Marco Lovera. "Robust attitude control for a ...
  • Invernizzi, Davide, et al. "Data-driven attitude control law of a ...
  • Riccardi, Fabio, et al. "Control of variable-pitch quadrotors." IFAC Proceedings ...
  • Pang, Tao, et al. "Towards long-endurance flight: Design and implementation ...
  • A. Modirrousta, and M. Khodabandeh, "Design of an Adaptive Integral ...
  • Shulong, Zhao, et al. "A new feedback linearization LQR control ...
  • Cömert, Ceren, and Coşku Kasnakoğlu. "Comparing and Developing PID and ...
  • Bouabdallah, Samir, and Roland Siegwart. "Backstepping and sliding-mode techniques applied ...
  • Madani, Tarek, and Abdelaziz Benallegue. "Backstepping control for a quadrotor ...
  • Dydek, Zachary, Anuradha Annaswamy, and Eugene Lavretsky. "Combined/composite adaptive control ...
  • Lee, Daewon, H. Jin Kim, and Shankar Sastry. "Feedback linearization ...
  • Das, Abhijit, Kamesh Subbarao, and Frank Lewis. "Dynamic inversion with ...
  • Ghandour, Jihad, Samir Aberkane, and Jean-Christophe Ponsart. "Feedback linearization approach ...
  • Cutler, Mark, and Jonathan P. How. "Analysis and control of ...
  • Abhishek, A., et al. "Design, Development, and Closed-loop Flight-Testing of ...
  • Castillo, Pedro, Rogelio Lozano, and Alejandro E. Dzul. Modelling and ...
  • Gupta, Namrata, and Mangal Kothari. "Flight dynamics and nonlinear control ...
  • Gupta, Namrata, and Mangal Kothari. "Modeling and Control of Inverted ...
  • Chipade, Vishnu S., Abhishek Abhishek, and Mangal Kothari. "Advanced Flight ...
  • Pretorius, Arnold, and Edward Boje. "Design and modelling of a ...
  • Fresk, Emil. "Modeling, control and experimentation of a variable pitch ...
  • Fang, Zhou, et al. "Feedback linearization and continuous sliding mode ...
  • Mukherjee, Prasenjit, and Steven Waslander. "Direct adaptive feedback linearization for ...
  • Shastry, A. K., Pattanaik, A., and Kothari, M., “Neuro-adaptive Control ...
  • نمایش کامل مراجع