تعقیب مسیر کوادروتور جهت عبور از موانع با استفاده از کنترلر و مشاهده گر حالت لغزشی با پیچش فوق العاده

کنترل حالت لغزشی یکی از متداول ترین انواع روش های کنترل مقاوم است که قابلیت جبران عدم قطعیت در مدل و پارامترهای یک سیستم را دارا می باشد؛ اما مهمترین عیب این روش وجود پدیده چترینگ یا نوسان ورودی کنترلی است. اگرچه با تعریف یک لایه مرزی در اطراف سطح لغزش می توان از نوسان ورودی کنترلی جلوگیری نمود اما از طرفی دیگر این امر سبب کاهش قوام این کنترلر در برابر عدم قطعیت ها خواهد شد. به همین منظور نسل جدیدی از کنترلرهای حالت لغزشی با مرتبه بالاتر مانند کنترل حالت لغزشی با پیچش فوق العاده پیشنهاد می شوند که قانون کنترل آنها ذاتا و بدون تعریف لایه مرزی سعی در کاهش پدیده چترینگ دارد؛ درحالی که قوام کنترل های حالت لغزشی سنتی را حفظ می کند. در این مقاله ابتدا با استفاده از الگوریتم بهینه سازی کرم شب تاب و توابع چندجمله ای، مسیر پروازی کوادروتور در محیطی با موانع معین و ثابت طراحی شده و سپس به منظور تعقیب مسیر پروازی در حضور عدم قطعیت در پارامترها و ساختار مدل، کنترلر حالت لغزشی با پیچش فوق العاده طراحی خواهد شد و عملکرد این کنترلر با روش های فیدبک خطی ساز و حالت لغزشی سنتی مورد مقایسه قرار می گیرد. همچنین در طول روند پایدارسازی و کنترل، به منظور محاسبه مشتقات برخی از حالت ها و متغیرهای سیستم که امکان محاسبه آنها از طریق سنسورها وجود ندارد، از مشاهده گر و مشتق گیر بر پایه کنترل حالت لغزشی با پیچش فوق العاده استفاده می شود.