Title of article :
Design of Generalized Predictive Control for the Stabilizing Loop from a two-axis Gimbal Seeker, Considering Cross-Coupling in Between two Channels
Author/Authors :
Pirzadeh, M Department of Electrical Engineering - Damavand Branch Islamic Azad University, Damavand, Iran , Toloei, A.R Department of Aerospace - Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
Abstract :
In this research, Generalized Predictive cont rol (GPC) is proposed for the control of a stabilizing loop from
a two axis gimbal seeker. In fact , there are some views about using GPC type controller which are two
folds. First , it drives the stabilization loops that are made by a DC motor, Rate Gyro, inertia and cross
coupling unit in between two channels using the predictive model type controller. Second, the theory is
to excavate the results of flight simulation on the efficiency of two-axis gimbal seeker. The simulations,
based on different scenarios, are valuated for the proficiency of the designed system considering the
dynamic mass imbalance and the cross-coupling in between two channels and the flight simulation. The
flight simulat ion results are explained the accuracy of the designed system with predictive control in
opposite of conventional PI controller. For example, the simulat ion results in alt itude of 2km show the
suggested system in comparison with conventional PI controller improves miss-distance and flight time
11.98% and 1.5% respectively. Moreover, the suggested system in maximum control signal is 72.61%,
minimum control signal is 1.55% and final time is 80.43% (control effort parameter), which is better
than PI type cont roller.
Farsi abstract :
در اين تحقيق، به منظور كنترل جستجوگر گيمبال دومحوره يك كنترل كننده پيش بين تعميم يافته ارائه مي گردد. در حقيقت
دو رويكرد مهم در استفاده از اين نوع كنترلر وجود دارد; اول، كنترل سيستم حلقۀ پايدارساز جستجوگر بهمراه ساير زيرسيستم
هاي تشكيل دهندۀ آن با درنظر گرفتن اتصال متقاطع بين دوكانال و دوم، بررسي عملكرد سيستم ارائه شده تحت شرايط
پروازي با درنظرگرفتن ديناميك شئ پرنده. شبيه سازيها به ازاي سناريوهاي مختلف و با درنظر گرفتن ناپايداري جرمي و
اتصال متقاطع و شرايط پروازي، عملكرد سيستم ارائه شده را مورد ارزيابي قرار مي دهند. نتايج شبيه سازيها دقت سيستم
طراحي شده با كنترلر GPC را در برابر كنترلر PI نشان مي دهد. بدين صورت كه نتايج شبيه سازي در ارتفاع 2 كيلومتري
نشان مي دهد كه خطاي Miss-distance و زمان پروازي بترتيب حدود 98 / 11 و 5 / 1 % بهبود يافته است. بعلاوه، سيگنال
كنترلي و زمان نهايي)پارامترهاي تلاش كنترلي( بترتيب حدود 55 / 1 و 43 / 80 % نسبت به روش مرسوم بهبود يافته است
Keywords :
Control Effort , Cross Coupling , Gimbal Seeker , Generalized Predictive Control