طراحی و تنظیم کنترل پیش‌بین برای مدل غیرخطی بالگرد با استفاده از توابع لاگر و ارزیابی آن با شاخص‌های پیشنهادی

یکی از چالش‌های مهم در اجرای روش کنترل پیش‌بین به ویژه در سامانه‌های سریع، حجم محاسباتی بالای آن می‌باشد. برای کاهش حجم محاسبات این روش، از بسط توابع لاگر استفاده می‌شود. در این مقاله، روش کنترل پیش‌بین خطی با استفاده از توابع لاگر برای مدل غیرخطی دینامیک پرواز یک بالگرد دارای خلبان در وضعیت ایستا و با در نظر گرفتن قیود سیگنال کنترل و نرخ آن ارائه شده است. با استفاده از دو شاخص قابلیت مانور و حذف تداخل ورودی‌های کنترل، پارامترهای کنترل پیش‌بین در مدل غیرخطی تنظیم شده و سپس میزان کارایی روش پیشنهادی در طراحی سامانه کنترل پرواز مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. در سامانه کنترل طراحی شده، با در نظر گرفتن نامعینی‌ها در مدل فضای حالت، مقاومت روش ارائه شده با استفاده از شبیه‌سازی غیرخطی بررسی و با روش کنترل پیش‌بین تعمیم یافته مقایسه شده است. شبیه‌سازی‌ها نشان ‌می‌دهد روش کنترل پیش‌بین مبتنی بر توابع لاگر علاوه بر مزایای عمومی روش کنترل پیش‌بین تعمیم یافته، از مزیت کاهش زمان محاسباتی برخوردار بوده و در عملکرد نیز دو شاخص پیشنهادی در محدوده سطح یک قرار گرفته‌اند.

Application and Evaluation of Laguerre Functions in Helicopter Flight Control System Designed by Model Predictive Control

One of the major challenges in the use of predictive control systems, particularly in the fast system is computational burden. To accelerate the process and reduce the amount of computation and optimization of functions, we use the Laguerre functions. The purpose of this paper is to provide a linear predictive control method using Laguerre functions with constraints on signal and the rate control signal for a helicopter flight control system design in the status of hover maneuver. By tuning parameters of predictive control in nonlinear model, the performance of the proposed method evaluate  by two index entries, maneuverability and coupling effect based on standards for design a helicopter flight control system. Multiplicative uncertainty in statespace model has been described due to uncertainty on system modeling to study the robustness of the proposed method. The simulation results of this method have been compared with the results of generalized predictive control method. Simulation results show that in addition of public benefits in generalized predictive control, Laguerre predictive control has the advantage of reducing the time and burden of computation and it is clear to see that the control law we have obtained for the hovering flight condition achieve the top level performance in two categories under examination.