مقایسه دو کنترل کننده به روش فیدبک خطی ساز با هدف ردیابی مسیر بر روی یک عمودپرواز شش- ملخه با ساختار جدید

در این مقاله یک عمودپرواز شش-ملخه با پیکربندی جدید، مدلسازی شده و به منظور تعقیب مسیر مطلوب، از روش فیدبک خطی ساز با دو رویکرد، استفاده گردیده است. امروزه کوادروتورها به دلیل ساختار مکانیکی ساده و قابلیت مانوردهی بالا، یکی از پراستفاده ترین پرنده های بدون سرنشین هستند ولی به دلیل ظرفیت حمل بار پایین، در برخی کاربردها با محدودیت مواجه می باشند. در مدل پیشنهادی که دارای نوآوری بوده، دو ملخ هم محور با دور ثابت و با جهت چرخش مخالف به مرکز کوادروتور اضافه گردیده تا علاوه بر افزایش ظرفیت حمل بار، باعث افزایش پایداری آن در برابر بادهای عرضی شده و در عین حال دینامیک و نحوه هدایت آن بدون تغییر بماند. مدلسازی دینامیکی پرنده به روش نیوتن- اویلر انجام شده و معادلات بدست آمده غیرخطی، زیرتحریک ، جفت شده و ناپایدار می باشند. برای کنترل عمودپرواز، روش فیدبک خطی-ساز به دو صورت ارائه گردیده است. در رویکرد اول، از فیدبک خطی ساز به صورت متداول استفاده شده که کنترل کننده ای با حجم محاسبات بالا و شامل مشتق مرتبه سوم خروجی حاصل می گردد که به نویز حسگرها بسیار حساس می باشد. در رویکرد دوم، با تفکیک دینامیک پرنده به دو زیرسیستم انتقالی و دورانی، کنترل کننده سلسله مراتبی به روش فیدبک خطی ساز طراحی می گردد که به مراتب ساده تر و پیاده سازی آن نیز آسان تر می باشد. همچنین، برای جبران دینامیک عملگرها از الگوریتم فیدبک خطی ساز دو مرحله ای استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که سیستم کنترلی طراحی شده با رویکرد دوم، عملکرد بهتری در ردیابی مسیر مطلوب و کاهش اثر اغتشاش دارد.