كنترل تطبيقي مدل مرجع مركب براي اجراي مانور گردش موزون در يك هواپيماي بدون دم

Combined model-reference adaptive controller for coordinated turn of a tailless aircraft

در اين مقاله، يك كنترلر تطبيقي مدل مرجع با خطاي مركب چند ورودي-چند خروجي براي كنترل هواپيماي بدون دم ناپايدار در مانور گردش موزون طراحي شده است. به دليل ناپايداري شديد و ويژگي هاي ظاهري خاص هواپيماهاي بدون دم، نياز به كنترلي است كه بتواند اين هواپيماها را در مانورها و شرايط پروازي مختلف پايدار نموده و نيز در برابر انواع عدم قطعيت ها مقاومت خوبي داشته باشد. گردش موزون، يك مانور عرضي-سمتي با ناپايداري كم است و كنترل هواپيماي بدون دم در اين مانور مساله دشواري مي باشد. انجام صحيح اين مانور در تمام هواپيماها از اهميت بالايي برخوردار است. براي اين منظور، يك كنترل عرضي-سمتي و يك كنترلر طولي براي كنترل هر دو حركت هواپيما طراحي شده است. تركيب دو خطاي تعقيب و پيشگويي باعث بهبود ويژگي هاي پاسخ مي شود و يك كنترلر مدل مرجع مركب نسبت به كنترلر مدل مرجعي كه تنها با خطاي تعقيب به تخمين خطا مي پردازد داراي عملكرد بهتري است و اين ويژگي ها مي تواند در كنترل سيستم هايي مانند هواپيماهاي بدون دم كه ناپايداري زيادي دارند، مفيد واقع شود. براي اين منظور پس از استخراج معادلات حركت هواپيما و اعمال شرايط مربوط به مانور گردش موزون، يك كنترلر تطبيقي مدل مرجع براي يك هواپيماي بدون دم در حضور عدم قطعيت-هاي پارامتري و غير پارامتري طراحي مي شود. نتايج شبيه سازي ها نشان دهنده دقت اين كنترلر در پايدارسازي هواپيما در مانور گردش موزون و نيز مقاومت سيستم كنترلي در برابر عدم قطعيت ها است.

Due to instability and specific configuration of tailless aircraft, there should be a controller with capability of stabilizing the aircraft in various maneuvers and flight conditions and also to have desired robustness against different parametric and non-parametric uncertainties. In this paper, we design a multi input-multi output combined model-reference adaptive controller for a tailless aircraft. Coordinated turn is itself an unstable maneuver. The addition of the instability of this maneuver and the instability of a tailless aircraft causes a highly unstable situation. Combined model-reference adaptive control benefits the aggregation of the tracking error and prediction error. Combining these two sources of errors alleviates the transient response characteristics, and a combined model-reference adaptive controller has better performance compared to the classical model-reference adaptive controllers (with tracking error as the only source of parameter estimation error), and this property could be useful in highly unstable systems like tailless aircraft. Here, after extracting the equations of motion of an aircraft and exerting the conditions of coordinated turn maneuver, we design a combined model-reference adaptive controller for a tailless aircraft. The simulation results show accuracy of the designed controller in stabilizing the aircraft during the coordinated turn maneuver and its robustness against uncertainties.