تخصیص کنترل بر پایه رویکرد فازی برای فاز نشست یک هواپیمای خاص

نوع مقاله : گرایش دینامیک، ارتعاشات و کنترل

نویسندگان

1 نویسنده مسئول: استادیار، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران

2 کارشناس ارشد، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران

3 استادیار، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران

چکیده

در این مقاله هدف اصلی، به‌کارگیری رویکرد تخصیص ‌کنترل، در نشست هواپیمای F/A-18 می‌باشد. برای این کار، از مدل غیرخطی سه درجه آزادی پرنده و برای طراحی سیستم کنترل پرواز طولی، از رویکرد تخصیص ‌کنترل هوشمند مبتنی بر منطق فازی استفاده می‌شود. عملگر‌هایی که در فرآیند نشست هواپیما مشارکت دارند، زاویه بالابر و زاویه کنترل بردار رانش موتور هواپیما می‌باشند. با تخصیص سیگنال‌های کنترلی بین دو عملگر مزبور، هواپیما فرآیند کاهش ارتفاع را آغاز و درنهایت به سطح زمین می‌رسد. برای بهبود کارایی کنترل‌کننده فازی، کاهش تلاش کنترلی و بالا بردن میزان دقت و کیفیت فرود هواپیما، از الگوریتم بهینه‌سازی ژنتیک مبتنی بر روش NSGA-II استفاده می‌شود و پارامترهای کنترل‌کننده فازی اصلاح می‌گردند. نتایج به‌دست‌آمده از شبیه‌سازی، نشان می‌دهد که رویکرد تخصیص کنترل پیشنهادی، از توانایی بالایی برای کنترل و پایداری هواپیما در فرآیند فرود برخوردار است. هم‌چنین متغیرهای خروجی‌، به مقدار مطلوبی همگرا می‌گردند و هواپیما با دقت مناسب و تلاش کنترلی کم، فرآیند نشست را به انجام می‌رساند.

تازه های تحقیق

  • به‌کارگیری رویکرد تخصیص ‌کنترل، در نشست هواپیمای F/A-18.
  • رویکرد تخصیص ‌کنترل هوشمند مبتنی بر منطق فازی است.
  • از الگوریتم ژنتیک مبتنی بر روش NSGA-II استفاده می‌شود و پارامترهای کنترل‌کننده فازی اصلاح می‌گردند.

کلیدواژه‌ها


Smiley face

[1] Johansen TA, Fossen TI. Control allocation—A survey. Automatica. 2013;49(5):1087-103.##
[2] Alwi H, Edwards C. Fault tolerant control using sliding modes with on-line control allocation. Automatica. 2008;44(7):1859-66.##
[3] A Babaei AR, Mortazavi M, Moradi MH. Classical and fuzzy-genetic autopilot design for unmanned aerial vehicles. Applied Soft Computing. 2011;11(1):365-72.##
[4] Gai W, Liu J, Zhang J, Li Y. A new closed-loop control allocation method with application to direct force control. International Journal of Control, Automation and Systems. 2018;16(3):1355-66.##
[5] Liu Y, Gao Z, Shang C. Control allocation for an over-actuated aircraft based on within-visual-range air combat agility. IEEE Access. 2018 Mar 12;6:14668-75.##
[6] Bian Q, Nener B, Wang X. An improved NSGA-II based control allocation optimisation for aircraft longitudinal automatic landing system. International Journal of Control. 2019 Apr 3;92(4):705-16.##
[7] Tohidy S, Sedigh AK. Fault tolerant fuzzy control allocation for overactuated systems. In2013 13th Iranian Conference on Fuzzy Systems (IFSC) 2013: 1-5.##
[8] Tohidi SS, Yildiz Y, Kolmanovsky I. Adaptive control allocation for over-actuated systems with actuator saturation. IFAc-PapersOnLine. 2017;50(1):5492-7.##
[9] Tohidi SS, Yildiz Y, Kolmanovsky I. Adaptive control allocation for constrained systems. Automatica. 2020;121:109161.##
[10] Sadien E, Roos C, Birouche A, Carton M, Grimault C, Romana LE, Basset M. A new control allocation algorithm to improve runway centerline tracking at landing. IFAC-PapersOnLine. 2019;52(12):520-5.##
[11] Wang Z, Zhang J, Yang L. Weighted pseudo-inverse based control allocation of heterogeneous redundant operating mechanisms for distributed propulsion configuration. Energy Procedia. 2019;158:1718-23.##
[12] Acheson MJ, Gregory IM, Cook J. Examination of unified control incorporating generalized control allocation. InAIAA Scitech 2021 Forum 2021 (p. 0999).##
[13] Wang Y, Xuyang TA, Zhihao CA, Zhao J. Optimal Prediction Control Allocation Algorithm for Tiltrotor Aircraft. InAdvances in Guidance, Navigation and Control 2022 (pp. 1183-1193). Springer, Singapore.##
[14] Kang J, Choi K. Development of an Artificial Neural Network Control Allocation Algorithm for Small Tailless Aircraft Based on Dynamic Allocation Method. International Journal of Aeronautical and Space Sciences. 2022;23(2):363-78.##
[15] Tabassum A, Bai H. Dynamic control allocation between onboard and delayed remote control for unmanned aircraft system detect-and-avoid. Aerospace Science and Technology. 2022;121:107323.##
[16] Cao J, Garrett Jr F, Hoffman E, Stalford H. Analytical aerodynamic model of a high alpha research vehicle wind-tunnel model. 1990.##
[17] Buttrill CS, Arbuckle PD, Hoffler KD. Simulation model of a twin-tail, high performance airplane. 1992.##
[18] Napolitano MR. Aircraft Dynamics. Wiley; 2012.##
[19] Zadeh LA, Klir GJ, Yuan B. Fuzzy sets, fuzzy logic, and fuzzy systems: selected papers. World Scientific; 1996.##
دوره 19، شماره 2 - شماره پیاپی 72
شماره پیاپی 72، فصلنامه تابستان
شهریور 1402
صفحه 1-10
  • تاریخ دریافت: 01 آبان 1401
  • تاریخ بازنگری: 16 آبان 1401
  • تاریخ پذیرش: 29 آذر 1401
  • تاریخ انتشار: 01 اردیبهشت 1402