طراحی کنترلر PID پیش بین غیر خطی جهت کنترل پرواز هماهنگ فضاپیماها

در مقاله حاضر، کنترلر pid غیرخطی بر اساس روش کنترلی پیش بین برای کنترل پرواز هماهنگ فضاپیماها در حالت دنبال کردن رهبر، طراحی می شود. این کنترلر بر اساس معادلات غیرخطی حرکت نسبی هیل در مدارهای دایروی طراحی شده و جهت کنترل اغتشاشات، از ضریبی در ساختار کنترلر استفاده می شود. در ابتدا ورودی کنترلی با استفاده از الگوریتم کنترل پیش بین بدست میآید. در طراحی کنترلر فرض بر آن است که اغتشاشات بصورت پیوسته و آرام به سیستم لحاظ می گردد. بجای استفاده از اغتشاشات، تخمین اغتشاشات (خروجی مشاهده گر اغتشاشات) را در قانون کنترل پیش بین قرار داده و معادلات را به فرمی بازنویسی کرده که ضرایب pid را تشکیل دهند. پایداری دینامیک حلقه بسته سیسستم به کمک پایداری دینامیک خطا اثبات می گردد. نتایج شبیه سازی، توانایی عملکرد کنترلر pid غیرخطی در تعقیب آرایش مطلوب را نشان می دهد. هم چنین تاثیر عوامل مختلف در کیفیت پاسخ-ها نیز مورد بررسی قرار می گیرد. با افزایش محدوده زمان پیش بینی، زمان نشست و میزان تلاش کنترلی افزایش می یابد. مشاهده میشود با افزایش ضریب مشاهده گر اغتشاشات، زمان نشست تغییر محسوسی نکرده ولی تلاش کنترلی افزایش چشم گیری را نشان می دهد.