تحليل سينماتيك معكوس، مدل‌سازي ديناميكي و كنترل يك سكوي سه درجه آزادي ردياب اهداف هوايي

در اين مقاله به معرفي يك سكوي رديابي اهداف هوايي با قابليت تعقيب در تمام نقاط فضاي سه‌بعدي تهديد پرداخته شده است. سكوهاي دو درجه آزادي مرسوم كه براي رديابي اهداف هوايي مورد استفاده قرار مي‌گيرند، به دليل وجود تكينگي در فضاي كاري، قادر به رديابي برخي از مسيرهاي حركتي اهداف نيستند. براي رفع اين مشكل، در اين پژوهش استفاده از يك سكوي سه درجه آزادي پيشنهاد شده است. استفاده از درجه‌ي آزادي افزونه در سكوي رديابي باعث كاهش سرعت و شتاب زاويه‌اي مورد نياز در مفاصل طي فرآيند رديابي و مانورپذيري بهتر سكو مي‌شود. چالشي كه سكوي افزونه‌ي پيشنهاد شده با آن روبروست، وجود بي‌شمار دسته جواب براي حل مساله‌ي سينماتيك معكوس است. براي حل اين چالش، روشي تحليلي با قابليت دستيابي به يك دسته جواب يكتا پيشنهاد شده است. در ادامه مدل‌ ديناميكي سكو به روش اويلر-لاگرانژ استخراج و صحت‌سنجي آن با استفاده از يك نرم‌افزار مدل‌سازي انجام شده است. به منظور ارزيابي عمكرد سكوي سه درجه آزادي در رديابي اهداف با مسير نامشخص، از دو كنترل‌كننده‌ي تناسبي-انتگرالي-مشتقي و تنظيم‌كننده‌ي مربعي خطي استفاده شده است. با توجه به نتايج شبيه‌سازي‌ها، كارآمدي درجه‌ي آزادي افزونه و سادگي فرآيند كنترل براي رديابي هر مسير پيچيده حركتي با استفاده از كنترل‌كننده‌هاي مرسوم تاييد شده است.