مدلسازی دینامیک غیرخطی پهپاد بال ثابت و طراحی کنترلگرهای مد لغزشی و pid با استفاده از الگوریتم ژنتیک

در سال¬های اخیر گرایش و توجه به پهپاد یا پرنده هدایت¬پذیر از دور، به ویژه وسایل هوایی با طول بال کمتر از 2 متر، چه در زمینه¬های نظامی و چه در زمینه¬های تجاری افزایش پیدا کرده است. با توجه به کاربردهای این وسایل هوایی کنترل آنها نقش مهمی در برآورد اهداف ایفا خواهد نمود. هدف از این پایان نامه مدل¬سازی دینامیک غیرخطی یک پهپاد بال ثابت و طراحی کنترلگر برای متغیرهای پروازی می¬باشد. مدل دینامیک شش درجه آزادی غیرخطی وسیله پرنده موردنظر در محیط سیمولینک نرم افزار matlab توسعه داده شده است. این مدل شامل معادلات شش درجه آزادی وسیله پرنده، مدل¬سازی نیروها و گشتاورهای آیرودینامیک، پیشرانش و جاذبه، مدل عملگرها و مدل محیط می¬باشد. معادلات شش درجه آزادی پهپاد با استفاده از قوانین نیوتن و اویلر استخراج شده است. در این پایان نامه به پیاده سازی روش کنترل کلاسیک تناسبی-انتگرال-گیر-مشتق¬گیر با جبران ساز پیش¬خوراند و کنترل مقاوم مد لغزشی برای کنترل زوایای اویلر، ارتفاع و سرعت پرداخته شد. جهت تنظیم ضرایب بهینه برای کنترلگرها از روش تکاملی الگوریتم ژنتیک که یکی از زیر¬مجموعه¬های محاسبات تکامل یافته است و رابطه مستقیمی با مبحث هوش مصنوعی دارد، استفاده شد. نتایج شبیه¬سازی¬ها حاکی از عملکرد مطلوب سیستم کنترلی مقاوم مدلغزشی در توانایی کنترل دینامیک چند متغیره با کوپلینگ بالا و غیرخطی وسیله پرنده می¬باشد. در پایان جهت ارزیابی کنترلگرهای طراحی شده، عملکرد مدل دینامیک وسیله پرنده در حضور اغتشاشات باد ارزیابی شده و همچنین با روش¬ کنترلی دیگر اعمال شده بر پهپاد مشابه مقایسه شده است. نتایج این بخش عملکرد مطلوب کنترلگر مقاوم مدلغزشی-ژنتیک در حضور اغتشاشات و در مقایسه با روش کنترلی دیگر را نشان می¬دهد.