طراحي كنترل‌كننده تحمل‌پذير عيب عملگر براي پرنده هوايي مافوق صوت با ديناميك غيرخطي

Fault Tolerant Controller Design for Nonlinear Air Vehicle Model

در اين مقاله ابتدا روش جديدي براي طراحي خلبان خودكار پرنده هوايي با مدل غيرخطي چندجمله‌اي ارائه مي‌شود. اين روش طراحي بر مبناي طراحي كنترل‌كننده پايدارساز سيستم غيرخطي چندجمله‌اي و با استفاده از تئوري مجموع مربعات صورت مي‌گيرد. روش‌هاي تئوري انجام­شده در كارهاي پيشين، با ارتقاي كنترل‌كننده از حالت پايدارساز به ردياب توسعه داده شده‌است. همچنين در ادامه براي بهينه­سازي عملكرد، طراحي كنترل‌كننده از مسئله امكان‌پذيري به مسئله بهينه‌سازي تبديل شده‌است. پايداري سيستم كنترل حلقه بسته با معرفي تابع لياپانوف كه از روش مجموع مربعات به‌دست مي‌آيد تضمين مي‌شود. در ادامه با بهره‌گيري از تئوري پيشنهادي كنترل‌كننده ردياب و ارائه روش جديد‌ تركيبي تصوير و طراحي مجدد ، طراحي خلبان خودكار تحمل‌پذير عيب عملگر انجام شده‌است. الگوريتم جديد طراحي براي مدل يك پرنده هوايي مافوق صوت با مدل غيرخطي شبيه‌سازي شده است. نتايج به‌دست ­آمده عملكرد مناسب اين روش را در شرايط عادي و در هنگام بروز عيب‌هاي مختلف در عملگر نشان مي‌دهد.

In this paper, a new method for designing autopilot for an air vehicle with polynomial nonlinear model is presented. Moreover the method is developed to fault tolerant control autopilot using combined projection and redesign methods. The nominal autopilot has been designed based on regulator controller for the polynomial nonlinear model and sum of square optimization theory. Previous theoretical methods have been extended from the regulator type to the tracking. Stability of the closed loop system is guaranteed by introducing a polynomial Lyapunov function that is derived using sum of squares optimization method. Then, the feasibility problem has been changed to the optimization problem. The proposed method has been used on an air vehicle supersonic with nonlinear polynomial model. The results showed proper operation in normal and faulty situations.