کنترل بهینه زاویه اوج هواپیما با استفاده از PID و کنترل مد لغزشی مبتنی بر الگوریتم PSO

مدل­سازی و کنترل هواپیمای بدون سرنشین بی­شک یکی از حوزه­های فعال در مهندسی کنترل به­شمار می­آید. با توجه به دینامیک غیرخطی، متغیر با زمان و عدم قطعیت­های ساختاری و پارامتری اجسام پرنده، مسئله کنترل پرواز در طراحی اجسام پرنده موضوعی نسبتا پیچیده و مهم محسوب می­شود. یکی از پرکاربردترین روش­های کنترلی مقاوم در این حوزه، روش کنترل مد لغزشی می­باشد. از این­رو در این مقاله، طراحی، شبیه­سازی و تحلیل دو کنترل­کننده، PID و مد لغزشی جهت کنترل بهینه زاویه اوج یک هواپیمای بدون سرنشین ارائه شده است. در ابتدا به­منظور مدل­سازی دینامیکی مدل ریاضی مناسبی جهت توصیف حرکت طولی هواپیما ارائه شده است، در ادامه، یک    کنترل­کننده مد لغزشی مقاوم بر مبنای الگوریتم بهینه­سازی ازدحام ذرات به­منظور کنترل زاویه اوج هواپیما در حضور نامعینی­ها و اغتشاشات خارجی طراحی شده است، آن­چنان­که پارامترهای بهینه با هدف به حداقل رساندن سیگنال کنترلی و خطای ردیابی تعیین می­شوند. سپس، کیفیت عملکرد روش پیشنهادی با نتایج حاصل از کنترل­کننده بهینه PID از نظر مشخصات پاسخ گذرا مقایسه شده است در نهایت، نتایج   شبیه­سازی نشان دادند که کنترل کننده مدل لغزشی پیشنهادی ضمن کاهش میزان فراجهش پاسخ سامانه، رفتار مقاوم­تری نسبت به کنترل کننده PID جهت کنترل زاویه اوج هواپیما دارد.

کلیدواژه ها:

هواپیمای بدون سرنشین ، کنترل کننده تناسبی- انتگرالی- مشتقی ، کنترل مد لغزشی ، بهینه سازی اذحام ذرات