کنترل گام متغیر برای یک کوادروتور با استفاده از کنترل کننده های خطی سازی فیدبک و خطی سازی فیدبک تطبیقی مستقیم

در این مقاله به بررسی ساختار دینامیکی کوادروتور گام متغیر و طراحی کنترل کننده مناسب بر اساس مدل سازی های ریاضی پرداخته شده است. کوادروتور گام ثابت به دلیل ساختار دینامیکی ساده تر نسبت به سایر مدل ها بیشتر مورد توجه تحقیقات علمی قرار گرفته است. این نوع از کوادروتور ها در عین سادگی نسبی، محدودیت هایی نظیر کاهش مداومت پروازی و انجام مانورهای مختلف پروازی را به همراه دارند. می توان با استفاده از ملخ های گام متغیر در یک کوادروتور، محدودیت های یاد شده را به طور نسبی کاهش داد. در این مقاله، ابتدا به بررسی ویژگی های ملخ های گام متغیر در مقایسه با ملخ های گام ثابت برای یک کوادروتور پرداخته شده است. در ادامه از روش خطی سازی فیدبک و خطی سازی فیدبک تطبیقی مستقیم جهت کنترل کوادروتور گام متغیر استفاده شده است.درنهایت نیز نتایج حاصل از طرح کنترلی پیشنهادی از طریق شبیه سازی با نرم افزار MATLAB بررسی شده است. جهت بررسی بهتر عملکرد کنترل کننده های طراحی شده، نتایج شبیه سازی با روش های PID و دینامیک معکوس غیرخطی (NID)  و مدلغزشی و مد لغزشی تطبیقی در شرایط تغییر جرم کوادروتور مقایسه شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که اتخاذ این راهبرد تطبیقی اجازه می دهد تا کوادروتور جهت گیری های زمان متغیر و دستورات ارتفاع را به طور دقیق تری، در حضور اغتشاشات و یا نامعینی های پارامتری، در مقایسه با کنترل کننده های خطی سازی فیدبک غیر تطبیقی، دنبال کند و همچنین نشان می دهد که کنترل کننده های خطی سازی فیدبک تطبیقی و مد لغزشی تطبیقی به ترتیب در مقایسه با کنترل کننده های خطی سازی فیدبک، مد لغزشی، PID و NID ردیابی دقیق تر و با خطای کمتری دارند.