کنترل به روش خطی سازی پسخوراند و بک استپینگ برای یک عمودپرواز پنج- ملخه با ساختار جدید

در این مقاله یک عمودپرواز بدون سرنشین با پیکربندی جدید بطور کامل مدلسازی و دو سیستم کنترل غیرخطی با هدف تعقیب مسیر، برای آن طراحی و مقایسه شده 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 کاربردهای عملیاتی با محدودیت مواجه می باشند. در مدل پیشنهادی که دارای نوآوری بوده با اضافه شدن یک ملخ به مرکز کوادروتور، ظرفیت حمل بار آن بهبود یافته است. مدلسازی دینامیکی پرنده به روش نیوتن- اویلر انجام شده و معادلات بدست آمده غیرخطی، زیرتحریک ، جفت شده و به شدت ناپایدار می باشند، لذا برای حرکت پرنده بطور دلخواه، بایستی سیستم کنترلی مناسب طراحی گردد. دو نوع کنترل کننده برای پرنده ارائه شده است، یکی به روش خطی سازی پسخوراند ورودی- خروجی که شامل مشتق گیری مرتبه بالای خروجی بوده و نسبت به دینامیک های مدل نشده و نویز حسگرها حساس می باشد و دیگری به روش بک استپینگ و با استفاده از رویکرد کنترل آبشاری که برای ویژگی زیرتحریک بودن پرنده مناسب بوده و دارای حجم محاسبات پایینی می باشد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که سیستم کنترلی طراحی شده به روش بک استپینگ عملکرد مطلوبی در پایدارسازی پرنده و تعقیب مسیر مرجع داشته و در برابر دینامیک های مدل نشده و اغتشاش مقاوم می باشد.