شبیه سازی و بهینه سازی سامانه هدایت و ناوبری تلفیقی در هواپیماهای کوچک

یکی از دغدغه های همیشگی موجود در سیستم های هدایت و ناوبری تک بعدی بودن این سیستم ها می باشد. ناوبری بر پایه یک سیستم بسیار نا امن بوده و احتمال خطا بسیار بالا خواهد بود. لذا داشتن یک سیستم کمک ناوبری یا استفاده از دو سنسور همزمان می تواند یکی از راه کارهای کاهش این خطر بسیار جدی به شمار آید. در این تحقیق، شبیه سازی و بهینه سازی حرکت و طراحی نرم افزاری خلبان خودکار هواپیمای کوچک، به صورت غیرخطی و با بهره گیری از سیستم تلفیقی ناوبری اینرسی و استفاده از فیلتر کالمن توسعه یافته مد نظر می-باشد. برای به دست آوردن نتایج قابل استناد، خطای سنسورهای جی پی اس و آی ان اس و همچنین عملگرهای موجود در هواپیما مدل-سازی و شبیه سازی شده و برای نزدیک تر شدن به فضای واقعیت، شرایط آب و هوایی برای بادهای با سرعت های مختلف شبیه سازی و به سیستم کنترلی اضافه شده است. در این مقاله، ابتدا مدل دینامیکی این هواپیمای کوچک به دست آمده و سپس با درنظر گرفتن محدودیت-های موجود در هواپیما، کنترلر پی آی دی به صورت سری انتخاب شده است. برای افزایش دقت در سیستم کنترلی و همچنین اطمینان از صحت عملکرد کلیه فرامین و الگوریتم ها، سیستم کنترلی در سه سطح و سیستم شبیه سازی را در دو مرحله حلقه باز و حلقه بسته طراحی و مورد آزمایش قرار داده ایم. نزدیکی نتایج به دست آمده از این روش با نتایج حاصل از تست های تجربی، بیانگر انتخاب صحیح الگوریتم کنترلی، مدل سازی مناسب اجزا و صحت شبیه سازی سیستم می باشد.