طراحی قانون هدایت مقاوم سه‌بعدی ربات پرنده به روش فازی - مد لغزشی

Abstract

یکی از مهم‌ترین دغدغه‌ها در حوزه‌ی ارتقای سطح خودگردانی ربات‌های پرنده مسئله‌ی طراحی سیستم هدایت ربات‌های پرنده است به نحوی که قادر به انجام مأموریت از پیش تعیین‌شده باشند. از آنجا که مأموریت محوله در شرایط جوی مختلفی می‌تواند تعریف شود، وسیله‌ی پرنده باید بتواند مأموریت خود را با حضور نامعینی‌های جوی انجام دهد. در تحقیق حاضر یک روش هدایت مقاوم مبتنی بر نقاط مسیر ارائه شده است که قابلیت انجام مأموریت در حضور باد و اغتشاشات جوی را دارد. در روش‌های هدایت کلاسیک مثل تعقیب محض و ناوبری تناسبی در بخش‌هایی از مسیر که شعاع انحنا کم است یا زمانی‌که پرواز در حضور باد و اغتشاش انجام می‌شود، هدایت ربات پرنده دچار افت شدید عملکردی می‌شود. در تحقیق حاضر با ترکیب روش‌های تعقیب محض و مد لغزشی و در نظر گرفتن دینامیک شش درجه آزادی غیرخطی ربات پرنده، یک الگوریتم هدایت مقاوم مد لغزشی طراحی شده است. برای افزایش کارایی و کاهش پدیده‌ی آشوب روشی هدایتی با کنترل فازی نیز ترکیب شده و یک قانون هدایت جدید به نام هدایت مقاوم مد لغزشیٓـ فازی طراحی شده است. در نهایت، سیستم کنترل پرواز مبتنی بر روش وارون دینامیک طراحی شده است. شبیه‌سازی سیستم هدایت و کنترل به‌صورت شش درجه آزادی در دو سناریوی پروازی مختلف یک‌بار بدون حضور اغتشاش جوی و بار دیگر در حضور اغتشاش جوی انجام شده و نتایج روش‌های هدایتی مختلف مقایسه شده است. نتایج نشان‌دهنده‌ی عملکرد مطلوب الگوریتم هدایتی ارائه شده است.