| طراحی سیستم کنترل پهپاد هیل خورشیدی جهت پرواز در لایه‌ی استراتوسفر |
| کد مقاله : 1342-AERO2024 |
| نویسندگان |
|
یوسف عباسی *1، علی شعبانی2، سیدحسین ساداتی3 1استادیاردانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی هوافضا 2دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی مالک اشتر 3دانشیار دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی هوافضا |
| چکیده مقاله |
| در این مقاله روش‌های کنترلی پهپادهای با ارتفاع پروازی بالا و مداومت پروازی طولانی (HALE) مورد بررسی قرار گرفته است. هدف، طراحی یک روش کنترلی برای کنترل پرنده با وجود اغتشاشات محیطی و همراه با کمترین میزان مصرف انرژی است تا بیشترین مداومت پروازی حاصل شود. در این راستا پژوهش‌های انجام شده در حوزة کنترل این نوع پهپادها مطالعه شده است تا بتوان مناسب‌ترین آن‌ها را باتوجه‌به عملکرد مورد انتظار از پرنده انتخاب کرد. ارتفاع پروازی این نوع پهپادها حدود 18 تا 22 کیلومتراز سطح دریا و مداومت پروازی آن از چند روز تا چند هفته است. مهم‌ترین چالش این نوع پهپادها، حفظ پایداری در برابر شرایط جوی مغشوش و مقابله با عدم‌قطعیت‌ها است که در پروفیل پروازی آن سرعت باد به حدود 20 متر بر ثانیه می‌رسد. در این پژوهش طراحی مفهومی نوعی پهپاد هیل خورشیدی صورت‌گرفته و تحلیل‌های سازه‌ای، آیرودینامیکی، و دینامیکی انجام شده است، همچنین به‌منظور بررسی رفتار پرنده در طول پرواز و مطالعه رفتار آن در برابر اغتشاشات، شبیه‌سازی شش درجه آزادی انجام شده است. با استفاده از روش‌های کنترلی وارون دینامیک غیرخطی و تناسبی-انتگرالی-مشتقی، کنترلر وضعیت، سرعت و ارتفاع آن طراحی شده است و با مقایسه آن‌ها، کنترلر مناسب‌تر انتخاب شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که کنترلر غیرخطی وارون دینامیک در مقایسه با روش کنترلی خطی تناسبی-انتگرالی-مشتقی از منظر مقاوم‌بودن در برابر اغتشاشات و عدم‌قطعیت عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهد. |
| کلیدواژه ها |
| پهپادهای هیل خورشیدی، استراتوسفر، طراحی مفهومی، تحلیل دینامیکی، کنترل وارون دینامیک، کنترل خطی تناسبی – انتگرالی - مشتقی |
| وضعیت: پذیرفته شده برای ارسال فایل های ارائه پوستر |
