كنترل گام متغير براي يك كوادروتور با استفاده از كنترل‌كننده‌هاي خطي‌سازي فيدبك و خطي‌سازي فيدبك تطبيقي مستقيم

در اين مقاله به بررسي ساختار ديناميكي كوادروتور گام متغير و طراحي كنترل كنندۀ مناسب بر اساس مدل سازي هاي رياضي پرداخته شده است. كوادروتور گام ثابت به دليل ساختار ديناميكي ساده‌تر نسبت به ساير مدل ها بيشتر مورد توجّه تحقيقات علمي قرار گرفته است. اين نوع از كوادروتور ها در عين سادگي نسبي، محدوديت هايي نظير كاهش مداومت پروازي و انجام مانورهاي مختلف پروازي را به همراه دارند. مي‌توان با استفاده از ملخ‌هاي گام متغير در يك كوادروتور، محدوديت‌هاي ياد شده را به‌طور نسبي كاهش داد. در اين مقاله، ابتدا به بررسي ويژگي‌هاي ملخ‌هاي گام متغير در مقايسه با ملخ‌هاي گام ثابت براي يك كوادروتور پرداخته شده است. در ادامه از روش خطي‌سازي فيدبك و خطي‌سازي فيدبك تطبيقي مستقيم جهت كنترل كوادروتور گام متغير استفاده شده است.درنهايت نيز نتايج حاصل از طرح كنترلي پيشنهادي از طريق شبيه‌سازي با نرم‌افزار MATLAB بررسي شده است. جهت بررسي بهتر عملكرد كنترل‌كننده‌هاي طراحي‌شده، نتايج شبيه‌سازي با روش‌هاي PID و ديناميك معكوس غيرخطي (NID)  و مدلغزشي و مد لغزشي تطبيقي در شرايط تغيير جرم كوادروتور مقايسه شده است. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه اتخاذ اين راهبرد تطبيقي اجازه مي‌دهد تا كوادروتور جهت‌گيري‌هاي زمان متغير و دستورات ارتفاع را به‌طور دقيق‌تري، در حضور اغتشاشات و يا نامعيني‌هاي پارامتري، در مقايسه با كنترل‌كننده‌هاي خطي‌سازي فيدبك غير تطبيقي، دنبال كند و همچنين نشان مي‌دهد كه كنترل‌كننده‌هاي خطي‌سازي فيدبك تطبيقي و مد لغزشي تطبيقي به ترتيب در مقايسه با كنترل‌كننده‌هاي خطي‌سازي فيدبك، مد لغزشي، PID و NID رديابي دقيق‌تر و با خطاي كمتري دارند.