بخشی از مقاله
چکیده-
امروزه علم کنترل دارای کاربردهای فراوانی است و در حوزههای مختلفی نظیر کنترل وسایل نقلیه مانند انواع اجسام پرنده و هواپیما به کار میرود. هدف از کنترل سیستم هواپیما، حفظ پایداری و ردیابی مسیر مشخصی است. با توجه به ناشناخته بوده مدل سیستم در برخی موارد، میتوان از روشهای کنترل تطبیقی استفاده نمود.
با نامینیمم فاز در نظر گرفتن سیستم هواپیما، سه روش مختلف کنترل تطبیقی رگولاتور خودتنظیم، کنترل تطبیقی مدل مرجع با استفاده از خطای ردیابی جایگزین و کنترل تطبیقی مدل مرجع با استفاده از هزینه گذشته نگر می تواند جهت کنترل تطبیقی سیستم به کار رود. الگوریتمهای ارائه شده با استفاده از نرمافزار MATLAB برای سیستم نامینیمم فاز هواپیما در حوزه پیوسته و گسسته شبیهسازی گشته و نتایچ آن ارائه شده است.
.1 مقدمه
امروزه با توجه به کاربردهای وسیع و روزافزون علم کنترل در حوزههای مختلف، روشهای گوناگون و مدرن در کنترل سیستمها از جمله سیستمهای پرنده و هواپیماها به کار میرود. کنترلکننده تطبیقی، یکی از روشهای کنترلی برای سیستمهایی است که خود یا محیط آن پیوسته در حال تغییر میباشد. در چنین سیستمی، میتوان فرض کرد که فرآیند ثابت است اما پارامترهای آن نامشخص میباشند. با توجه به نامینیمم فاز بودن برخی از سیستمها، بهرهگیری از روشهای کنترل تطبیقی از اهمیت ویژهای برخوردار است. مراجع متفاوتی نظیر [10-1] به طراحی کنترلکننده تطبیقی برای سیستمهای نامینیمم فاز پرداخته اند.
بهرهگیری از کنترل تطبیقی در برخی سیستمهای هواپیما مسألهی دشواری است. چرا که این سیستمها دارای صفر نامینیمم فاز بوده و دارای پاسخ اولیه نادرستی میباشند. به این ترتیب، روشهای کنترل تطبیقی استاندارد طراحی شده برای سیستمهای مینیمم فاز، کنترل مناسبی برای این گونه هواپیماها نیست. در حقیقت، کنترلکنندههای تطبیقی مبتنی بر فرضیه مینیمم فاز بودن، ممکن است در بازه عملکردی سیستم، نتواند ایجاد پایداری نماید. همچنین بسیاری از فرضیاتی که در طراحی کنترلکننده تطبیقی سیستمهای زمان پیوسته مطرح است، اغلب پس از نمونهبرداری از سیستم - هواپیما - و کنترل سیستم گسسته موجود دیگر صادق نمیباشند.
مطالعاتی بر روی کنترل تطبیقی سیستم هواپیما در مراجع مختلف صورت گرفته است. استفاده از شبکههای عصبی در کنترل تطبیقی هواپیما در مراجع [12-11] بررسی شده است. مرجع [13] نشان میدهد که کنترل تطبیقی L1 باعث بهبود عملکرد یک مدل هواپیمای خطی میگردد.
کنترل تطبیقی مدل مرجع با استفاده از فیلتر تصحیحکننده گذشته نگر نشان میدهد که0مدل خطی هواپیما به خوبی خود را با تغییرات تطبیق میدهد.[14] همچنین کنترلکنندههای تطبیقی زمان گسسته با استفاده از هزینه گذشته نگر [17-15] برای سیستمهای مینیمم فاز و نامینیمم فاز مناسب میباشند.
سه روش کنترل تطبیقی رگولاتور خودتنظیم، کنترل تطبیقی مدل مرجع با استفاده از خطای ردیابی جایگزین و کنترل تطبیقی مدل مرجع با استفاده از هزینه گذشته نگر از جمله روشهای مناسب برای کنترل سیستمهای نامینیمم فاز میباشند که هر یک را با شرایط خاصی میتوان به کار برد. در این مقاله، کاربرد این سه روش در کنترل سیستم هواپیما مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا معادلات غیرخطی سیستم و خطیسازی حول نقطه تعادل، بیان میشود. سپس سه روش کنترل تطبیقی معرفی شده و با استفاده از نرمافزار MATLAB در کنترل سیستم، نشان داده میشود که میتوان متناسب با پیوسته یا گسسته بودن سیستم، از روشهای بیان شده استفاده نمود.
