كنترل تطبيقي-فازي پرنده بدون سرنشين جهت حمل بار متغير با زمان روي مسير از پيش تعيين شده

Fuzzy Adaptive Control of Unmanned Aerial Vehicle for Carrying Time-Varying Cargo on Predefined Path

در حال حاضر، كاربرد پرنده‌هاي بدون سرنشين چند ملخي در حال افزايش چشم‌گيري است. دليل اين توسعه، ارزان بودن، كوچك بودن، سادگي كاربري و خلباني، تنوع ماموريت و عللي بيش از اين است. دليل سادگي هدايت و كنترل پرنده‌هاي چندملخي اين است كه آن‌ها مجهز به سامانه خودخلبان هستند. اين سامانه وظيفه كنترل پرواز پرنده را بر عهده دارد. پرنده‌هاي بدون سرنشين چند ملخي از وزن بالايي برخوردار نيستند و غالبا موتورهاي سه فاز با سرعت بالايي دارند بنابراين از ديناميك پرواز سريع و پيچيده‌اي برخوردارند. در اين مقاله، يك سامانه خودخلبان تطبيقي-فازي بر اساس كنترل‌كننده‌هاي PID‌ براي هدايت يك پرنده بدون سرنشين جهت حمل بار متغير با زمان ارايه مي‌گردد. عملكرد سامانه كنترل پرواز پيشنهاد شده بر روي يك كوادكوپتر به صورت عملي در آزمايشات پروازي مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد. براي مدل‌سازي جرم متغير با زمان، از يك جعبه شن استفاده شده است. شن‌ها از ابتداي پرواز از طريق منافذي كه در جعبه وجود دارد، از آن به بيرون مي‌ريزند و پس از حدود يك دقيقه كل شن خالي مي‌شود. در پايان مقاله، نتايج عملي به دست آمده با نتايج مبتني بر كنترل كننده PID غير تطبيقي مقايسه مي‌گردد.

At present, the use of unmanned aerial vehicles (UAVs) has been increased dramatically. The reasons for this development are cheapness, smallness, simplicity, and diversity of missions. The simplicity of guidance and control of multi-rotor drones is that they are equipped with an autopilot system. This system is responsible for flying control. UAVs do not have a high weight and often have three-phase high-speed motors which makes a fast and complex flight dynamics. In this paper, a fuzzy adaptive PID controller is applied to control an UAV for carrying a time-varying cargo. The performance of the flight control system implemented on a quadrotor is evaluated, experimentally. A sandbox is used to model the time-varying mass. The sand passes from the beginning of the fly through some holes of the box, and after about a minute all the sand is poured. At the end of the paper, the practical results are compared with results obtained by fixed-parameter PID controller.