کنترل بهینه ارتعاشات شیمی ارابه فرود دماغه هواپیما

در این مقاله، ضمن تحلیل دینامیک ارتعاشات شیمی (تاب خوردن) ارابه فرود دماغه هواپیما و بررسی پایداری آن، برای میراسازی این ارتعاشات کنترل گر بهینه فعال، براساس مدل خطی سیستم طراحی شده و بر روی مدل غیرخطی(واقعی) اعمال شده است. ارتعاشات شیمی در واقع به ارتعاشات جانبی و پیچشی چرخ گفته می شود که به صورت خود برانگیخته بوده و در سرعت های بالا باعث ناپایداری سیستم می شوند. بنابراین در ارابه ی فرود هواپیما به دلیل سرعت بالای هواپیما در مراحل فرود و برخاست، بسیار تاثیرگذار هستند و باعث صدمه رسیدن به خود ارابه فرود، بدنه هواپیما و مسافران می شوند. بنابراین کنترل این ارتعاشات از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش با استفاده از دینامیک غیر خطی حاکم بر سیستم ارابه فرود دماغه هواپیما، معادلات ارتعاشات شیمی خطی سازی و سپس معادلات فضای حالت سیستم استخراج شده است. براساس مدل خطی سیستم، پایداری، کنترل پذیری و رویت پذیری بررسی شده است، و برای کنترل (میراسازی) بهینه این ارتعاشات نیز از مدل کنترلی تنظیم کننده خطی درجه دوم استفاده شده است. برای تخمین حالت هایی از سیستم که بوسیله حسگرها قابل اندازه گیری نیستند، با برقراری اصل جداسازی، رویت گر طراحی شده است. برای صحت سنجی و بررسی عملکرد کنترل گر طراحی شده، پاسخ های ارتعاشی سیستم در حالت کنترل حلقه باز، با روش های کنترل حلقه بسته، در نرم افزار متلب شبیه سازی و با هم مقایسه شده، که در تمام روش های کنترلی بهبود عملکرد در مقایسه با سیستم کنترلی حلقه باز مشاهده می شود. در نهایت نیز کنترل دیجیتال سیستم و اثر نرخ نمونه-برداری در نزدیک شدن پاسخ سیستم گسسته به سیستم پیوسته، بررسی و شبیه سازی شد.