كنترل هيبريدي موقعيت و نيرو براي يك پاندول معكوس كروي متصل به كوادروتور در يك حركت مقيد

امروزه استفاده از پهپادها براي انجام خودكار فعاليت‌هايي نظير امور عمراني، عمليات امداد و نجات و ماموريت‌هاي نظامي، با هدف افزايش سرعت و دقت، حفظ نيروي انساني و كاهش هزينه‌ها در حال گسترش است. با توجه به اين رويكرد، در اين مقاله نيز با هدف استفاده از سيستم كوادروتور – آونگ معكوس كروي براي انجام عملياتي نظير رنگ‌آميزي و نظافت در سقف‌هاي مرتفع، مساله‌ي كنترل هيبريدي موقعيت و نيرو براي يك پاندول معكوس كروي متصل به كوادروتور كه حركت آن در راستاي قائم مقيد شده ‌است، مورد مطالعه قرار گرفته است. در اين راستا، ابتدا با استفاده از قوانين نيوتن – اويلر، معادلات حركت حاكم بر سيستم كوادروتور – آونگ معكوس در حالت مقيد استخراج و سپس با ارائه‌ي مدلي براي نيروي مقيد كننده، يك سيستم كنترلي سلسله مراتبي شامل حلقه‌ي كنترلي موقعيت – نيرو، حلقه‌ي كنترلي جهت‌گيري پاندول معكوس و حلقه‌ي كنترلي جهت‌گيري كوادروتور، ارائه شده‌است. قوانين كنترلي حلقه‌ي كنترلي جهت‌گيري پاندول معكوس و حلقه‌ي كنترلي جهت‌گيري كوادروتور، با استفاده از مفاهيم مطرح در كنترل هندسي طراحي شده‌اند. در نهايت، عملكرد كنترل‌كننده طراحي شده توسط شبيه‌سازي‌ مورد بررسي قرار گرفته است.