طريقة التحكم في الطيران الخطي

طريقة التحكم في الطيران الخطي

تعتبر التحكم في الطيران من الطائرات بدون طيار واحدة من القضايا الرئيسية في مجال أبحاث الطائرات بدون طيار. أثناء الرحلة ، ستتعرض لمجموعة متنوعة من الاضطرابات ، مثل الضوضاء والانجراف من أجهزة الاستشعار ، والرياح القوية وتدفق الهواء الفوضوي ، والتغيرات في حمولة التحميل وتغيرات النموذج الناجمة عن الميل الزائد. هذه سوف تؤثر تأثيرا خطيرا على جودة الطيران من المركبات الجوية، وبالتالي فإن تكنولوجيا التحكم من الطائرات بدون طيار مهمة بشكل خاص. تركز أساليب التحكم التقليدية بشكل رئيسي على التحكم في الموقف والارتفاع ، بالإضافة إلى بعض التحكم في السرعة والموقع والمسار والتحكم في تتبع المسار 3D. يمكن تلخيص طريقة التحكم في الطائرات بدون طيار متعددة الدوارات في الجوانب الثلاثة الرئيسية التالية.

1 طريقة التحكم في الطيران الخطي

طرق التحكم التقليدية في الطائرات والمحاولات المبكرة للتحكم في الطائرات هي من الناحية النظرية لإنشاء التحكم في الطيران الخطي، ومن بينها PID، H∞، LQR، وكسب جدولة.

التحكم PID هو طريقة التحكم التقليدية، واحدة من أساليب التحكم الأكثر نجاحا والأكثر استخداما على نطاق واسع. طريقة التحكم بسيطة ، لا تتطلب أعمال النمذجة الأولية ، والمعلمات ذات معنى فيزيائي واضح ، ومناسبة للتحكم الذي لا يتطلب دقة الطيران عالية.

H∞ H∞ هي طريقة التحكم القوية. نظرية التحكم الكلاسيكية لا تتطلب نموذجًا رياضيًا دقيقًا للكائنات التي تسيطر عليها لحل مشكلة الأنظمة غير الخطية متعددة المدخلات والخراج المتعددة. يمكن لنظرية التحكم الحديثة أن تحل كميا مشكلة الأنظمة غير الخطية متعددة المدخلات والمخرجات المتعددة ، ولكنها تعتمد بالكامل على النماذج الرياضية التي تصف الخصائص الديناميكية للكائنات التي تسيطر عليها. التحكم القوي يمكن أن يحل مشكلة الخطأ النمذجة الناجمة عن التداخل وغيرها من العوامل ، ولكن حجم الحساب كبير جدًا ، ويعتمد على المعالج عالي الأداء ، وفي الوقت نفسه ، بسبب طريقة تصميم مجال التردد ، تعديل المعلمات صعبة نسبيًا.

LQR LQR هي واحدة من الطرق الناجحة نسبيا التي يتم تطبيقها للتحكم في الطائرات بدون طيار ، الكائن هو نظام خطي يمكن التعبير عنه في تعبيرات الفضاء الحالة ، والوظيفة الهدف هي تكامل وظيفة ثانوية متغير الحالة أو متغير التحكم. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر استخدام برنامج Matlab ظروف محاكاة جيدة لطريقة التحكم في LQR ، مما يسهل التنفيذ الهندسي.

جدولة المكاسب (Gain scheduling) هو أنه في وقت تشغيل النظام ، فإن التغيير في متغيرات الجدولة يؤدي إلى تغيير معلمات وحدة التحكم ، وفقا لمتغيرات الجدولة ، بحيث يعمل النظام في مناطق مختلفة مع قوانين التحكم المختلفة لحل مشكلة عدم خطية النظام. تتكون الخوارزمية من قسمين ، الجزء الأول يكمل بشكل رئيسي الحدث مدفوعًا ، وتحقيق تعديل المعلمات. إذا تغيرت ظروف تشغيل النظام ، يمكن التعرف على الوضع والتبديل من خلال هذا القسم ؛ الجزء الثاني هو مدفوع بالخطأ ، ويتم تنفيذ وظيفة التحكم من خلال الوضع المحدد. تتمتع طريقة التحكم بأداء ممتاز في التحكم في الإقلاع الرأسي وهبوط الطائرات بدون طيار الدوارة ، والتعليق الثابت وتتبع المسار.