طراحی سیستم هدایت و کنترل در بازگشت به جو بر مبنای تعقیب مسیر نامی

در این پروژه به طراحی سیستم هدایت و کنترل متناسب با ساختار وسایل پرنده بازگشتی با ساختار ساده و نسبت برا به پسای پایین در مرحله بازگشت به جو پرداخته شده است.مأموریت وسیله پرنده مرحله پرواز در جو بازگشت در نظر گرفته شده است و وسیله باید در کریدور بازگشت که با توجه به شرایط محدودیت های مرحله بازگشت تعیین شده است، حرکت کند. به طور کلی، روش های هدایتی در بازگشت به جواز دو استراتژی پیروی می کنند: 1- هدایت با استفاده از قابلیت پیشگویی که در آن کنترلی مسیر رسیدن به هدف مورد نظر را از موقعیت متغیرهای حالت اندازه گیری شده لحظه ای محاسبه می کند. 2- هدایت با استفاده از مسیرنامی از پیش محاسبه شده و ذخیره شده در کامپیوتر آنبرد که در آن وظیفه کنترلر به حداقل رساندن اختلاف متغیرهای حالت اندازه گیری شده لحظه ای و مقادیر ذخیره شده است. در دو حالت محدوده های گرما و شتاب باید در محاسبات در نظر گرفته شود، در حالت اول این مسئله به مجموعه ای از قیدها در تعریف مسیر واقعی منجر می شود در حالی که در دومی محدوده ها در طی محاسبه مسیر حرکت نامی در نظر گرفته شده است. در انجام این پروژه از روش های هدایتی بر مبنای تعقیب مسیر نامی پیروی شده است و هدف دستیابی به الگوریتم هدایتی ساده، بدون استفاده از سیستم های پر هزینه برای وسایل بازگشتی نه چندان پیچیده بوده است در این تحقیق سه الگوریتم هدایتی طراحی شده است که باعث می شوند نیروی آیرودینامیکی لازم برای بازگرداندن وسیله پرنده روی مسیر نامی مرجع و افزایش دقت فرود تأمین شود. الگوریتم هدایتی فرمان هدایتی را محاسبه می کند، سیستم کنترل وضعیت میزان انحراف ارگان های کنترلی لازم برای برآورده شدن فرمان کنترلی و تأمین نیروی آیرودینامیکی که مسیر حرکت واقعی را نزدیک به مسیر نامی دلخواه نگه می دارد. مشخص می کند را الگوریتم پیشنهادی اول به یک سیستم ناوبری کامل نیاز دارد. دومین الگوریتم سیستم ناوبری ساده تری دارد سیستم ناوبری روش هدایتی سوم فقط یک شتاب سنج در راستای محور طولی بدنه وسیله است که به شدت از قیمت وسیله پرنده برآ پایین می کاهد و برای چنین وسایل پرنده ای کاملا مناسب است نتایج شبیه سازی دو بعدی کارآیی روش های هدایتی پیشنهادی را به ازای تمامی شرایط غیر نامی نشان داده است. شبیه سازی موجود را می توان برای حالت سه بعدی نیز انجام داد. این روش ها به آسانی قابل کاربرد برای وسایل ارزان قیمت و سبک هستند. زیرا وسیله پرنده فقط نیاز به ذخیره یک سری بهره هدایتی، مسیر حرکت نامی مرجع در حافظه آنبرد و یک سیستم ناوبری برای تشخیص متغیرهای لحظه ای مسیر دارد.