طراحی خلبان خودکار فازی ارتفاع هواپیمای بدون سرنشین

نویسندگان

1 اصفهان، شاهین شهر، خیابان فردوسی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی مکانیک و هوافضا

2 1

چکیده

در این مقاله تلاش شده که خلبان خودکار ارتفاع یک هواپیمای بدون سرنشین طراحی ‌شود. به دلیل پرواز هواپیماهای بدون سرنشین در ارتفاع پایین و در نزدیکی سطح زمین، خلبان خودکار ارتفاع نقش مهمی در اجرای موفقیت‌آمیز مانورها دارد. این مسأله دارای پیچدگی‌ها و در عین حال جذابیت‌های فراوانی است، زیرا رابطه‌ی بین ارتفاع و زاویه‌ی الویتور(به عنوان ورودی) غیرکمینه فاز و غیرخطی است و دارای مقدار نامعینی می‌باشد. در این مقاله، برخلاف روش‌های متداول (که به واسطه‌ی سه حلقه‌ی کنترلی، سه متغیر نرخ زاویه‌ی پیچ، زاویه‌ی پیچ و ارتفاع اندازه‌گیری می­گردد، به طوری‌که منجر به ساختار نسبتاً مقاومی می‌شود)، با اندازه‌گیری فقط ارتفاع از یک ساختار تک‌حلقه‌ای استفاده می‌شود. ساختار پیشنهاد شده ساده و درنتیجه کم‌هزینه‌تر است، اما به طور ذاتی دارای مقاومت پایینی است. تلاش شده تا با استفاده از دانش شخص خبره و کنترل منطق فازی، علاوه ‌بر دست‌یابی به پاسخ زمانی مناسب برای محدوه‌ی وسیعی از فرمان ارتفاع‌، محدودیت مقاومت در مقابل نامعینی‌های پارامتری و مقاومت در مقابل دینامیک‌های مدل‌نشده (که به دلیل پیچید‌گی‌ها و هزینه‌های موجود در صنعت هوافضا، همیشه به همراه مدل­سازی‌ها هستند) به مقدار زیادی رفع گردد. شبیه‌سازی شش درجه‌آزادی غیرخطی این نتایج را نمایش می‌دهد.