بررسی تحلیلی عملکرد الگوریتم‌های فرا ابتکاری بر بهینه‌سازی عملکرد کنترلر پهپاد چهارروتوره

با توجه به مدل دینامیکی غیرخطی و کوپل پهباد چهارروتوره، طراحی کنترلر برای آن با تعداد زیادی از پارامترهای طراحی به‌هم وابسته درگیر است. در این مقاله کاربرد الگوریتم‌های فرا ابتکاری برای طراحی و بهینه‌سازی پارامترهای کنترلر PID برای پهباد چهارروتوره بررسی شده است. برای این منظور سه روش بهینه‌سازی ازدحام ذرات، جستجوی هارمونی و الگوریتم ژنتیک انتخاب شده است. روش ازدحام ذرات با بهینه‌سازی بهتر بهره‌های کنترلی، در نهایت با کاهش بیشتر تابع هزینه نسبت به سایر الگوریتم های تکاملی پاسخ مناسب‌تری می‌دهد. یک مجموعة آزمایشگاهی دو درجه آزادی شامل حسگرهای شتاب‌سنج و ژیروسکوپ به‌همراه میکروکنترلر برای پیاده‌سازی کنترلر زاویه‌ای PID طراحی و ساخته شده است. با توجه به اینکه داده‌های آزمایشگاهی خطا و نوفه دارند، از فیلتر کالمن برای کاهش نوفة حسگر استفاده شده است. در نهایت استفاده از فیلتر کالمن برای فیلتر داده‌های آزمایشگاهی به کنترل زاویه‌ای مناسب مجموعه منجر شده است.