در این پژوهش، پهپاد با سه موتور الکتریکی چرخان، مورد بررسی قرار گرفته است. هدف این پژوهش ارائه مدل جامع از دینامیک حرکت این پهپاد، شبیه‌سازی یازده درجه آزادی در شش فاز پروازی (فازهای پرواز ایستا، نشست، برخاست، روبه‌جلو، گذار و کروز) و دستیابی به کنترل پرنده برای رسیدن به بهینه‌ترین شرایط پروازی است. در این راستا ابتدا معادلات حرکت پرنده بر مبنای مدل‌سازی چند‌جسمی (پرنده، سه موتور الکتریکی) به‌منظور در نظر گرفتن اثرات ژیروسکوپی موتورها بر دینامیک پهپاد، در فرم تنسوری استخراج و برای شبیه‌سازی در دستگاه‌های مختصات موجود بسط داده شدند. نیروها و گشتاورهای آئرودینامیکی و رانشی پرنده، بسته به اینکه پهپاد در کدام فاز حرکتی قرار دارد به‌صورت جداگانه تعیین شد. برای تعیین نیروها و گشتاورهای رانشی موتورها، در فازهای ایستا، نشست، برخاست و روبه‌جلو از تئوری‌های مومنتم المانی پره بالگرد استفاده‌شده است. به دنبال آن ابتدا به کمک کنترلر برای هر کانال، شرایط تریم پرنده استخراج و سپس در راستای خطی سازی، به روش تحلیلی، ماتریس دینامیک و کنترل پرنده استخراج شد. این مدل‌ استخراج شده، دقت کافی برای استفاده به‌عنوان مدل خطی در طراحی کنترلرهای پیش بین خطی و تطبیقی مدل مرجع را داشت. عملکرد کنترلر پیش‌بین خطی، برای فاز برخاست، با دور شدن از مدل خطی افت می‌کند اما کنترل تطبیقی مدل مرجع با وجود نامعینی، عملکرد بهتری را از خود نشان داد.

واژه‌های کلیدی: سه موتور چرخان، مدل‌سازی چندجسمی، تئوری مومنتم المانی پره (BEMT)، کنترل تطبیقی، کنترل پیش‌بین

متن کامل [PDF 1515 kb]   (4818 دریافت)