عنوان مقاله :
طراحي كنترل تطبيقي بهينه براي يك كوادروتور به منظور حفظ موقعيت و وضعيت درشرايط عدم قطعيت با استفاده از الگوريتم گرگ خاكستري
پديد آورندگان :
خسرويان چم پيري ، عرفان دانشگاه پيام نور مركز تهران - گروه مهندسي مكانيك
كليدواژه :
تعقيب مسير و حفظ موقعيت , كوادروتور , كنترل تطبيقي , الگوريتم بهينه سازي گرگ‌هاي خاكستري
چكيده فارسي :
امروزه به دليل كاربردهاي متنوع و عملياتي وسايل پرنده بدون سرنشين در زمينه هاي گوناگون، ازجمله نظارت، بازرسي، امداد و نجات و ساير زمينه ها، محققان بسياري در سرتاسر جهان مشتاق مطالعه و تحقيق پيرامون اين پرنده ها شده اند. كنترل براي حفظ موقعيت، حفظ وضعيت و تعقيب مسير اين دسته از پرنده‌ها، با توجه به گستردگي دامنۀ كاربردي از اهميت بالايي برخوردار است. لذا در اين پژوهش به بحث و حل مسئله مذكور پرداخته شده است. بدين منظور در ابتداي امر بر مبناي روش نيوتن اويلر به معرفي ساختار و بيان مدلي جهت آناليز رفتار سيستم و طراحي كنترل كننده پرداخته شده است. ازآن‌جهت كه ديناميك پرنده مورد بررسي غيرخطي بوده و در واقعيت براي مدل‌سازي از ساده‌سازي‌هايي استفاده مي شود از الگوريتم كنترل بهينۀ تطبيقي براي حل مسئله موردنظر بهره گرفته شده به‌نحوي‌كه پارامترهاي كنترلي در صورت لزوم و بسته به شرايط قابليت به‌روزرساني داشته باشد كه براي فرايند به‌روزرساني پارامترهاي كنترلي مي‌توان از روش‌هايي نظير بهينه‌سازي، فازي، شبكه عصبي و يا روش‌هاي تركيبي نظير فازي عصبي و غيره بهره برد. از سويي بايد اشاره داشت كه روش‌هاي نظير فازي، يا شبكه عصبي قابليت اعمال محدوديت نظير محدوديت هاي فيزيكي عملگرها و غيره در فرايند به‌روزرساني را نداشته ولي داراي سرعت جواب‌دهي بالاتري نسبت به روش‌هاي بهينه‌سازي مي باشند. روش‌هاي بهينه‌سازي داراي توانايي بيشتر در يافتن پاسخ‌هاي بهتر و قابل‌قبول‌تر نسبت به روش‌هاي فوق‌الذكر هستند؛ اما بايد اشاره داشت كه به پردازنده‌هاي قوي با سرعت پردازش بالا نياز دارند. با توجه به اين‌كه هدف اين مقاله دست‌يابي به پاسخ‌هاي بهتر براي مانور حفظ موقعيت و تعقيب مسير مي‌باشد از الگوريتم بهينه‌سازي گرگ‌هاي خاكستري براي به‌روزرساني پارامترهاي كنترلي بهره گرفته شده است. همچنين به منظور افزايش مقاومت كنترل‌كننده و بهينه كردن تلاش كنترلي، پيشنهاد شده تا ورودي كنترلي با روش‌هاي ديگر نظير pid غيرخطي بهينه تركيب گردد. پس از بيان روابط، نتايج حاصل از شبيه‌سازي‌هاي صورت گرفته ارائه شده است. نتايج حاصل از شبيه‌سازي نشان مي دهد رويكرد پيشنهادي به‌خوبي توانسته كليۀ نيازها و اهداف مسئله را پاسخ دهد و مي‌توان از آن در مسئله تعقيب مسير و حفظ موقعيت بهره گرفت.
