پايدارسازي هواپيماي جنگنده F-8 با استفاده از كنترل پيش بيني مبتني بر مدل

Stabilization of the F-8 Fighter Aircraft Using Model-Based Predictive Control

پايدارساز هواپيما با استفاده از سطوح آيروديناميكي متحرك قابل كنترل، هواپيما را پايدار مي كند. در اين مقاله، يك كنترل پيش بيني مبتني بر مدل براي پايدارسازي هواپيماي جنگنده F-8 ارائه مي گردد. در روش كنترلي پيشنهادي، بر اساس استراتژي افق خزشي، ضمن بهينه سازي در زمان واقعي، با استفاده از مدل خطي شده جنگنده F-8، تابع هدف كمينه گرديده و خروجي در بازه هاي زماني آينده پيش بيني مي شود. كمينه سازي تابع هدف، ورودي كنترل پايدار را نتيجه مي دهد. ورودي كنترل پايدار به دست آمده، حالت هاي سيستم غيرخطي جنگنده F-8 را تحت شرايط اوليه متفاوت پايدار مي سازد. در مراحل طراحي كنترل كننده براي كاهش حجم محاسبات، ملاحظاتي در نظر گرفته شده است. اثبات رياضي نشان مي دهد كه سيستم حلقه بسته با كنترل پيشنهادي، پايداري مجانبي دارد. نتايج شبيه سازي ها عملكرد مطلوب كنترل كننده پيشنهادي در پايدارسازي هواپيماي جنگنده F-8 را به خوبي نمايش مي دهد.

The aircraft stabilizer stabilizes the aircraft utilizing non-fixed and controllable aerodynamic surfaces. This paper presents a model-based predictive control for F-8 fighter aircraft stabilization. In the proposed control method, meanwhile the real-time optimization, the cost-function is minimized by means of the linearized model of F-8 fighter and the output is predicted in future interval times based on the receding horizon strategy. The cost-function is defined as the aggregate of terminal cost and summation of stage costs, that the quadratic form of cost-function is utilized in control algorithm, eventually. The costfunction minimization is giving rise to stable control input. The extracted stable control input stabilized the states of the nonlinear F-8 fighter system under the various initial conditions. The considerations are taken into account in the controller designing steps, to reduce the computational load. Mathematical proof investigates that the closed-loop system with the proposed control has asymptotic stability. The simulation results well demonstrate the favorable efficiency of the proposed controller in F-8 fighter aircraft stabilization.