محمد دانش
چکیدهمولتیروتورها علیرغم مزایای قابلتوجه شامل ساختار ساده و کنترل آسان دارای معایب و محدودیتهایی هستند که از جمله آنها میتوان به مداومت پروازی پایین، پایداری ضعیفتر در مواجهه با باد و اغتشاش و همچنین تحملپذیری کمتر در برابر عیب اشاره نمود. بهمنظور کمرنگتر نمودن عیوب مورد اشاره، در پژوهش حاضر کوادروتوری با قابلیت مکاندهی به روتورها معرفی گردیدهاست که هر کدام از روتورها را میتوان در راستای محور بازوی آن روتور و بهصورت خطی مکاندهی نمود. این ویژگی باعث میشود بتوان تغییرات بیشتری را بر ورودیهای کنترلی نسبت به حالت معمول که فقط از تغییرات سرعت دورانی روتورها استفاده میشود اعمال کرد. در ابتدا معادلات مدل دینامیکی کوادروتور با در نظر گرفتن متغیر بودن مکان روتورها و با استفاده از محاسبه مشتق مومنتومهای خطی و زاویهای استخراج شده است. در ادامه نیز دو نوع کنترلکنندهی مود لغزشی زمان محدود تطبیقی و فازی برای این پهپاد توسعه داده شده و در شرایط مختلف مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفتهاست. در کنترلکنندهی تطبیقی مکاندهی به روتورها بهوسیله نگاشت و چهار مرحله فیلتر سیگنال اولیه صورت گرفتهاست. نگاشت پیشنهادی بر ورودیهای کنترلی غلتش و پیچش کنترلکننده اعمال شده و مکان اولیهای را برای هر روتور پیشنهاد دادهاست. با اصلاح چهار مرحلهای این سیگنال مکان و سرعت هر روتور منطبق با محدودیتهای عملگرها محاسبه شده و تنظیم گردیدهشدهاند. در کنترلکننده دوم که بر اساس قانون فازی توسعه داده شدهاست مکاندهی به روتورها براساس رهیافت تخصیص کنترل و با روش بهینهسازی محدب با تشکیل تابع لاگ برییر انجام گرفتهاست. علاوه براین در این بخش تحمل عیب نیز مورد توجه قرار گرفته و با بهرهگیری از روش فازی، در صورت وجود عیب، از قابلیت مکاندهی به روتورها استفادهشده و عیوبی که منجر به کاهش نیروی پیشرانش ملخ گردند به نحو مناسبی تحمل شدهاند. در شبیهسازی انجام شده تاثیر مکاندهی بر مصرف انرژی و پایداری کوادروتور در برابر اغتشاشات نسبت به کوادروتورهای متداول ارزیابیهای شده و تاثیر مثبت آن در این موارد نشان دادهشدهاست. علاوه بر این، در شبیهسازی های انجام شده اثر مثبت مکاندهی به روتورها در استفاده از این قابلیت برای تحمل پذیری بالاتر هنگام رخداد عیب نشان دادهشدهاست. همچنین با ساخت نمونه آزمایشگاهی از کوادروتور با قابلیت مکاندهی به روتورها، آزمون های عملی نیز انجام شده و در آنها نتایج شبیهسازیها در زمینه مصرف انرژی و پایداری هنگام حضور اغتشاش تایید شدهاست.کلمات کلیدی: کوادروتور، مکاندهی به روتورها، کنترل تطبیقی، کنترل مود لغزشی، کنترل فازی، بهینهسازی محدب، تخصیص کنترل، تابع لاگ برییر، تحمل عیب

