مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی مانور گردش موزون هواپیمای بدون دم به کمک کنترل تطبیقی مدل مرجع مرکب

نویسندگان
1 استادیار مهندسی هوافضا -دانشکده فناوریهای نوین -دانشگاه شهید بهشتی
2 دانشگاه شهید بهشتی- دانشکده مهندسی فناوری های نوین
چکیده
در این مقاله، یک کنترلر تطبیقی مدل مرجع با خطای مرکب چند ورودی-چند خروجی برای کنترل هواپیمای بدون دم ناپایدار در مانور گردش موزون طراحی شده است. به دلیل ناپایداری شدید و ویژگی‌های ظاهری خاص هواپیماهای بدون دم، نیاز به کنترلی است که بتواند این هواپیماها را در مانورها و شرایط پروازی مختلف پایدار نموده و نیز در برابر انواع عدم قطعیت‌ها مقاومت خوبی داشته باشد. گردش موزون، یک مانور عرضی-سمتی با ناپایداری کم است و کنترل هواپیمای بدون دم در این مانور مساله دشواری می‌باشد. انجام صحیح این مانور در تمام هواپیماها از اهمیت بالایی برخوردار است. برای این منظور، یک کنترل عرضی-سمتی و یک کنترلر طولی برای کنترل هر دو حرکت هواپیما طراحی گردیده است. ترکیب دو خطای تعقیب و پیشگویی باعث بهبود ویژگی‌های پاسخ می‌شود و یک کنترلر مدل مرجع مرکب نسبت به کنترلر مدل مرجعی که تنها با خطای تعقیب به تخمین خطا می‌پردازد دارای عملکرد بهتری است و این ویژگی‌ها می‌تواند در کنترل سیستم‌هایی مانند هواپیماهای بدون دم که دارای ناپایداری زیادی هستند، مفید واقع گردد. برای این منظور پس از استخراج معادلات حرکت هواپیما و اعمال شرایط مربوط به مانور گردش موزون، یک کنترلر تطبیقی مدل مرجع برای یک هواپیمای بدون دم در حضور عدم قطعیت‌های پارامتری و غیر پارامتری طراحی می‌شود. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان‌دهنده دقت این کنترلر در پایدارسازی هواپیما در مانور گردش موزون و نیز مقاومت سیستم کنترلی در برابر عدم قطعیت‌ها است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Combined model-reference adaptive controller for coordinated turn of a tailless aircraft

نویسندگان English

Mohammad Navabi 1
Esmaeel Kakavand 2
چکیده English

Due to instability and specific configuration of tailless aircraft, there should be a controller with capability of stabilizing the aircraft in various maneuvers and flight conditions and also to have desired robustness against different parametric and non-parametric uncertainties. Different researches are done in the field of controlling such aircraft. But, most of them are concerned with longitudinal motion of the aircraft and its modes or stable maneuvers. In this paper, we design a multi input-multi output combined model-reference adaptive controller for a tailless aircraft. Coordinated turn is an unstable maneuver, itself. The addition of the instability of this maneuver and the instability of a tailless aircraft causes a highly unstable situation. Combined model-reference adaptive control benefits the aggregation of the tracking error and prediction error. Combining these two sources of errors alleviates the transient response characteristics, and a combined model-reference adaptive controller has better performance comparing to the classical model-reference adaptive controllers (with tracking error as the only source of parameter estimation error), and this property could be useful in highly unstable systems like tailless aircraft. Here, after extracting the equations of motion of an aircraft and exerting the conditions of coordinated turn maneuver, we design a combined model-reference adaptive controller for a tailless aircraft. The simulation results show accuracy of the designed controller in stabilizing the aircraft during the coordinated turn maneuver and its robustness against uncertainties.