Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1396
2
1
gregorian
2017
5
1
17
3
online
1
fulltext
fa
طراحی کنترل مقاوم ∞H به منظور پایدارسازی کشتی هوایی استراتوسفری در حضور نامعینی و اغتشاش خارجی
Design of Robust H_∞ Control for Stabilizing of Stratospheric Airship with Parametric Uncertainty and External Disturbance
کشتی هوایی نوعی وسیله هوایی است که در سالیان اخیر تحقیقات علمی وتوسعه بر روی کنترل آن، رشد قابل توجهی داشته است. کشتی هوایی استراتوسفر در خانواده پرندههای سبکتر از هوا قرار میگیرد. این وسیله به گونهای طراحی میشود که توانایی عملکرد خودکار و بدون سرنشین و با کنترل از راه دور در ارتفاع تقریبی 22 کیلومتری از زمین را داشته باشد. در این مقاله به منظور پایدارسازی و ردیابی مسیر، رویکرد کنترل مقاوم H_∞ غیر خطی به دلیل عملکرد قابل قبول در حضور اغتشاش و نامعینی، توسعه داده شده است. ابتدا مدل دینامیکی کشتی هوایی و نمایش معادلات توصیفی به منظور طراحی کنترلر مقاوم H_∞ غیر خطی معرفی شده و سپس کنترلر مقاوم H_∞ غیر خطی طراحی شده است. این سیستم کنترلی به علت ویژگی مقاوم بودن، عملکرد مناسبی در رد اغتشاش خارجی و نامعینی پارامتری دارد. همچنین اغتشاش خارجی به عنوان نیرو و گشتاور آیرودینامیکی در نظر گرفته شده است. همچنین جهت ارزیابی، اعتبارسنجی و بررسی صحت الگوریتم کنترلی طراحی شده، مقایسه ای با تکنیک کنترل تطبیقی انجام شده است. نتایج شبیه سازی نشان میدهد که سیستم کنترلی طراحی شده عملکرد مناسبی در پایدارسازی و ردیابی مسیر مطلوب در حضور اغتشاش خارجی و نامعینی پارامتری دارد.
Airship is kind of aerial vehicles that has been a significant development of scientific research in recent years. Furthermore, stratospheric airship is in group of lighter-than-air aerial vehicles. This device is designed in order to the ability of unmanned autonomous operation with remote control at a height of 22 kilometers from Earth. With the development of control systems, there are still major challenges in this area. In this paper, in order to stabilizing and trajectory tracking of stratospheric airship, nonlinear H_∞ method has been developed. At first, the dynamic model of an airship is introduced and descriptive equations are presented in an appropriate state-space in order to design a controller based on nonlinear H_∞ method. Then the nonlinear H_∞ controller is designed. In the controller the integral of the position error is considered, allowing the achievement of a null steady-state error when sustained disturbances are acting on the system. The external disturbances are considered as aerodynamic forces and torque. This strategy is designed robustness, against of external disturbance. The results are shown that decrease in steady error and stabilizing system against external disturbance and uncertainties. Also for robustifying of designed control, comparison is done with adaptive control. Simulation results in the presence of aerodynamic disturbances, parametric and structural uncertainties are presented to corroborate the effectiveness and the robustness of the proposed strategy.
کشتی هوایی استراتوسفر,پایدار سازی,کنترل H_∞ غیرخطی,اغتشاش خارجی,نامعینی
Stratospheric Airship,Stabilizing,Nonlinear H_∞ Control,External Disturbance,Uncertainty
216
226
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-27066-1&slc_lang=fa&sid=15
Sadra
Borji Monfared
صدرا
برجی منفرد
100319475328460048615
100319475328460048615
No
دانشجوی هوافضای دانشگاه تهران
Asghar
Ebrahimi
اصغر
ابراهیمی
100319475328460048604
100319475328460048604
Yes
عضو هیات علمی دانشگاه مالک اشتر
Ashkan
Parsa
اشکان
پارسا
100319475328460048616
100319475328460048616
No
دانشجوی هوافضای دانشگاه تهران