طراحي كنترل كننده تطبيقي بدون مدل براي سيستم غيرخطي كانال پيچ يك وسيله پرنده

Model-Free Adaptive Controller Design for Nonlinear system of an Air Vehicle Pitch Channel

در اين مقاله، به طراحي كنترل‌كننده غيرخطي يك وسيله پرنده فرضي به روش كنترل تطبيقي بدون مدل پرداخته شده است. پيشرفت صنايع در دهه اخير باعث پيچيده شدن و بزرگ شدن دستگاه‌ها و فرآيندهاي مورد استفاده در آن‌ها شده است به همين دليل يكي از مشكلات اساسي صنايع، مدل‌سازي اين دستگاه‌ها و فرآيندها است كه بيشتر آن‌ها از كنترل‌كننده تام به خاطر سادگي، عدم نياز به طراحي خاص و حجم محاسبات كم استفاده مي‌كنند. يكي از راهكارهاي حل مشكلات ناشي از مدل‌سازي استفاده از روش‌هاي داده محور است، يكي از اين روش‌ها كه تنها با استفاده از داده‌هاي برخط سيستم عمل مي‌كند، كنترل تطبيقي بدون مدل است. اين روش داراي ويژگي-هاي منحصربه‌فردي مانند عدم نياز به شناسايي سيستم، برخط بودن تخمين پارامترها و وضعيت سيستم، ساختار ساده و تطبيقي، حجم محاسباتي كم نسبت به ديگر روش هاي كنترل داده محور برخط و عدم وابستگي كامل به ساختار و ديناميك سيستم است كه آن را برتر از ساير روش‌هاي داده محور كرده است. در اين مقاله سه شكل اين روش بر روي كانال پيچ يك پرنده غيرخطي پياده‌سازي و با كنترل كننده تام مقايسه شده است. مقايسه پايداري اين كنترل‌كننده و كنترل كننده تام با اعمال نويز و عدم قطعيت به سيستم انجام شده است و در نهايتا براي كاملا صنعتي شدن اين بررسي، سيستم همراه با عملگر درجه يك در نظر گرفته شده است. نتايج به‌دست‌آمده نشان مي-دهد شكل كامل كنترل تطبيقي بدون مدل داراي پاسخي به‌مراتب بهتر نسبت به كنترل‌كننده تام است.

In this article, the nonlinear controller design of a hypothetical air vehicle using model-free adaptive control method is presented. The progress of industries in the last decade leads devices and processes to be more complicated and larger. For that reason one of the main problems of industries is modeling of these devices and processes that most of the industries are using PID controller because of simplicity, no need to any design and low computation. One of the solutions of problems caused by modeling is using data-driven control methods that control systems only with online data of the system is model-free adaptive control. This method has unique features that make it preferable from other data-driven methods like, no need to system identification, online estimation of parameters and condition of the system, simple and adaptive structure, low computation than other online methods and independency from the structure and dynamics of the system. In this article, simulate three forms of this method applied to pitch channel of a hypothetical air vehicle have implement and compared with PID controller. Comparison of The stability of this controller and PID applied with input noise and uncertainties to the system has done and finally for industrialization, system with first order actuator is considered. The obtained results demonstrate that the full form of model-free adaptive control has so much better response than PID.