سامانه ‏های غیرخطی در مهندسی برق

سامانه ‏های غیرخطی در مهندسی برق

طراحی کنترل‌کننده مدلغزشی تطبیقی زمان محدود برای کنترل بردار رانش

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
دانشگاه آزاد اسلامی واحد دماوند
چکیده
کنترل بردار رانش یک روش خاص برای تغییر وضعیت و موقعیت در اجسام پرنده است که در برخی از پرنده‌ها تنها این روش قابل اعمال می‌باشد. این سیستم‌ها نیاز به کنترل پس‌خور دارند و منجر به مانورپذیری بهتر پرنده ‌می‌شوند. در این مقاله کنترل‌کننده مدلغزشی تطبیقی زمان محدود برای کنترل بردار رانش یک جسم پرنده ارائه شده‌است. روش مدلغزشی استاندارد  نیاز به اطلاعاتی درباره‌ی حد بالای عدم‌قطعیت‌های سیستم دارد و همچنین این روش باعث ایجاد چترینگ شدید در سیگنال کنترلی می‌شود. روش مدلغزشی تطبیقی استاندارد مشکل نیاز به حد بالای عدم‌قطعیت را حل کرده‌است و دامنه‌ی چترینگ را نیز کاهش می‌دهد، اما این روش پایداری زمان محدود را تضمین نمی‌کند. در این مقاله از نوع زمان محدود مدلغزشی تطبیقی برای کنترل بردار رانش استفاده شده‌است. این روش بدون نیاز به اطلاعات کران بالای عدم‌قطعیت‌های سیستم، پایداری زمان محدود را تضمین کرده و در آن زمان همگرایی خطای ردیابی و تخمین وابسته به شرایط اولیه قابل محاسبه است. عملکرد سیستم کنترل بردار رانش پیشنهادی با انجام شبیه‌سازی رایانه‌ای بررسی گردیده‌ و کارایی آن در مقایسه با روش‌های دیگر نشان داده‌شده است.
کلیدواژه‌ها

[1]Ming, C., X. Wang, and R. Sun, A novel non-singular terminal sliding mode controlbased integrated missile guidance and control with impact angle constraint. Aerospace Science and Technology, 2019. 94: p. 105368.
[2]Yeh, F.-K., Adaptive-sliding-mode guidance law design for missiles with thrust vector control and divert control system. IET control theory & applications, 2012. 6(4): p. 552-559.
[3]Xiao, B., Q. Hu, and P. Shi, Attitude stabilization of spacecrafts under actuator saturation and partial loss of control effectiveness. IEEE Transactions on Control
Systems Technology, 2013. 21(6): p. 2251-2263.
[4]Lu, K., et al., Sliding mode attitude tracking of rigid spacecraft with disturbances. Journal of the Franklin Institute, 2012. 349(2): p. 413-440.
[5]Tekin, R., Design, modeling, guidance and control of a vertical launch surface to air missile. 2010, Middle East Technical University.
[6] Ahmed, M.F. and H.T. Dorrah, Design of gain schedule fractional PID control for nonlinear thrust vector control missile with uncertainty. Automatika, 2018. 59(3-4): p. 357-372.
[7]Hong, J.-H. and C.-H. Lee, Nonlinear autopilot design for endo-and Exoatmospheric Interceptor with Thrust Vector Control. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2019. 56 :)1(p. 796-810.
[8]Xu, Z., et al. Study on the Electromechanical Thrust Vector Control System of Solid Rocket Motor Nozzle Based on Fuzzy Immune PID Technolgy. in Chinese Intelligent Systems Conference. 2022. Springer.
[9] Sun, W. Research on Thrust Vector/Aerodynamics Compound Control Method Based on Linear Quadratic Regulator Control for Solid Rocket. in 2020 Chinese Automation Congress (CAC). 2020. IEEE.
[10]Catalbas, M.C. and A. Gulten, A novel approach for optimization of nozzle angle and thrust vectoring controller via a sub-mutation genetic algorithm. Int. J. Innovative Comput. Inf. Control, 2017. 13(6): p. 1929-1940.
[11]Liao, J. and H. Bang. Precise Missile Autopilot Design Using Nonlinear Sliding Mode Control. in 2022 13th Asian Control Conference (ASCC). 2022. IEEE.
[12]Jung, K.-W., Y.-W. Kim, and C.-H. Lee, Aerodynamically controlled missile flight datasets and its applications. International Journal of Aeronautical and Space Sciences, 2023. 24(1): p. 248-260.
[13]Bartolini, G., et al., Adaptation of sliding modes. IMA Journal of Mathematical Control and Information, 2013. 30(3): p. 285-300.
[14]Plestan, F., et al., New methodologies for adaptive sliding mode control. International journal of control, 2010. 83(9): p. 1907-1919.
[15]Wael, M.A. and Q .Quan, Robust hybrid control for ballistic missile longitudinal autopilot. Chinese Journal of Aeronautics, 2011. 24(6): p. 777-788.
[16]Reinecke, M., Anti-stall hydraulic pump for a thrust vector control system. 2019, Google Patents.
[17]Bıyıklı, R., Nonlinear dynamic inversion autopilot design for an air defense system with aerodynamic and thrust vector control. 2022, Middle East Technical University.
[18]Hervas, J.R. and M. Reyhanoglu, Thrust-vector control of a three-axis stabilized upper-stage rocket with fuel slosh dynamics. Acta Astronautica, 2014. 98: p. 120-127.
[19]Martínez-Perez, I., et al. Sliding-mode based Thrust Vector Control for Aircrafts. in Proceedings of the 12th International Micro Air Vehicle Conference, Puebla, Mexico. 2021.
[20]Vahid Behnamgol, A.V., A Mohammadi, A new observer-based chattering-free sliding mode guidance law. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G: Journal of Aerospace Engineering, 2016. 230.
[21]AK Semnani, A.V., SM Hakimi, V Behnamgol, Modelling and design of observer based smooth sliding mode controller for heart rhythm regulation. International Journal of Dynamics and Control, 2021.
[22]M Ehsani, A.O., B Abdi, V Behnamgol, SM Hakimi, Adaptive Dynamic Sliding Mode Algorithm for BDFIG Control. Iranian Journal of Electrical and Electronic
Engineering, 2023.
[23]Wan, S., et al., Active chatter suppression for milling process with sliding mode control and electromagnetic actuator. Mechanical Systems and Signal Processing, 2020. 136: p. 106528.

  • تاریخ دریافت 23 تیر 1404
  • تاریخ اولین انتشار 23 تیر 1404
  • تاریخ انتشار 01 مهر 1402