کنترل چند جسمی میکرو پرنده‌های بال‌زن

میکرو پرنده بال‌زن یک دینامیک چند پیکره متناوب است که تحت تاثیر آیرودینامیک ناپایا قرار دارد. این ویژگی‌ها کنترل وسیله پرنده را دشوار می‌کند. صرفنظر کردن از لختی بال، میانگین‌گیری از دینامیک بدنه و استفاده از مدل آیرودینامیک ساده، فرضیات ساده‌شونده‌ای است که در روش‌های کنترل بر مبنای مدل مورد استفاده قرار می‌گیرد، اگرچه کنترل دقیق وسیله پرنده با این ملاحظات دشوار است. جهت غلبه بر این مشکلات یک رویکرد کنترل چند جسمی بر اساس روش کنترل تطبیقی مدل آزاد با ساختار متغیر ارائه شده‌است. این روش اولین چارچوب‌ ارائه شده برای کنترل پرنده بال‌زن است که ماهیت چندجسمی، غیرخطی و متغیر با زمان بودن آن را در کنار مشخصات آیرودینامیکی اصلی آن به شکل یکپارچه در نظر میگیرد و فرایند کنترل را انجام می دهد. این روش یک روش داده محور از جنس ورودی-خروجی است در حالیکه شامل هیچ اطلاعات صریحی از مدل پرنده نیست. در این رویکرد ابتدا به کمک مفهوم جدیدی به نام مشتق شبه جزئی، دینامیک غیرخطی پرنده بال‌زن به یک دینامیک خطی معادل تبدیل می‌شود، و بعد از تخمین آن قانون کنترل تطبیقی مدل آزاد بر اساس معیار بهینه طراحی می‌شود. سپس کنترل‌کننده با افزودن یک جمله کنترلی ساختار متغیر از نوع مود لغزشی تقویت شده‌است تا پایداری و همچنین افزایش سرعت همگرایی را تضمین کند. در نهایت نتایج شبیه‌سازی کارایی روش ارائه شده را جهت کنترل چند جسمی مسیر پرنده بال‌زن با دینامیک متغیر بازمان متناوب تایید می‌کند.

a multi-body control approach for flapping wing micro aerial vehicles

flapping wing micro aerial vehicle (fwmav) has a multibody and periodic dynamics, which is influenced by unsteady aerodynamics. these features make it more difficult to control. ignoring of the wing inertia, dynamics averaging, and using a simple aerodynamic model are the simplifying assumptions for conventional modelbased control, although they may result in inaccurate control. to overcome these difficulties, a multibody control is proposed based on a modelfree adaptive variable structure control (mfavsc) approach. this is one of the first frameworks for multibody control of fwmav. this is the first proposed method for the fwmav control, which considers multibody, nonlinear and timevarying dynamics as well as main aerodynamic characteristics in an integrated framework. mfavsc takes advantage of input/output data, while not including any explicit model information. at first, the nonlinear fwmav dynamics is transformed into an equivalent dynamic linearization description with a concept called pseudopartial derivative (ppd). after estimating the ppd matrix, modelfree adaptive control law is designed based on the optimal criteria. then, it is augmented by a variable structure control term to guarantee the stability, as well as speeding up its convergence. finally, simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed scheme to trajectory control of the fwmav