کنترل تطبیقی و مقاوم کشتی هوایی استراتوسفر

Abstract

کشتیهای هوایی استراتوسفر راه حلهای جالبی را برای بسیاری از چالشهای صنعت هوافضا فراهم ساخته‌اند. نیروهای رانشی و شناوری که توسط کشتی هوایی تولید می‌شود این وسیله را قادر به پروازهای طولانی مدت و کارایی عملکرد کرده است. اما با وجود همه پیشرفتها، هنوز هم چالشهای اساسی در این زمینه وجود دارد. در این مقاله ابتدا مدل دینامیکی کشتی هوایی استراتوسفر کامل تحریک دارای شش درجه‌آزادی با استفاده از مختصات تعمیم یافته بسط داده شده‌است، سپس مقادیر مطلوب جهت‌گیری و سرعت‌های خطی و زاویه‌ای کشتی هوایی با توجه به مسیر مطلوب و استفاده از شبه‌معکوس معادله‌ی سینماتیکی موقعیت و سینماتیکی جهت‌گیری به‌دست می‌آیند. با فرض نامعینی در پارامترهای اینرسی ابتدا در روش کنترل دینامیک معکوس تطبیقی با استفاده از خاصیت پارامتری‌سازی خطی و قانون به‌روز رسانی گرادیان پارامترها به‌صورت برخط تخمین زده می‌شوند. در ادامه با طراحی الگوریتم حرکت بر اساس پسیو بودن، قانون کنترل و معادله‌ی غیر خطی حرکت استنتاج می‌شوند و روش‌های کنترل تطبیقی و مقاوم بر اساس پسیو بودن با توجه به‌این الگوریتم برای کنترل کشتی هوایی به‌کارگرفته‌می‌شود. پایداری سیستم حلقه بسته نیز به‌طور مختصر با استفاده از تئوری پایداری لیاپانوف شرح‌ داده‌می‌شود. در نهایت، نتایج شبیه‌سازی برای ردیابی مسیر دلخواه متغیر با زمان ارایه می‌شود. مقایسه بین نتایج کنترل تطبیقی و مقاوم دینامیک معکوس و کنترل تطبیقی و مقاوم بر اساس پسیو بودن ارایه می‌شود.