مدلسازی دینامیکی و کنترل یک کوادروتور با استفاده از روش های غیرخطی، بر مبنای داده های آزمایشگاهی سنسورهای ممز

این مقاله به شبیه سازی کنترل یک کوادروتور با استفاده از روش های غیرخطی و بر اساس تخمین وضعیت بدست آمده از سنسورهای ممز پرداخته است. در ابتدا، مدل دینامیکی کوادروتور استخراج شده و سپس با استفاده از روش های غیرخطی مود لغزشی و خطی سازی پسخورد، کنترل وضعیت آن در نرم افزار متلب شبیه سازی شده است. برای واقعی تر کردن مدل شبیه سازی و نزدیک کردن آن به واقعیت، از داده های آزمایشگاهی سنسورهای ممز استفاده گردیده است. از آنجاییکه داده های آزمایشگاهی برای سنسورها نشان از خطا و نویزی بودن آنها دارد از یک فیلتر کالمن برای کاهش نویز سنسورها استفاده گردید و نتایج عملکرد کنترل کننده ها با استفاده از خروجی سنسورها و خروجی فیلتر کالمن با هم مقایسه شدند. نتایج بدست آمده نشان از عملکرد خوب فیلتر کالمن و کنترل مناسب مجموعه می باشد. همچنین در این مقاله پاسخ سیستم به کنترل کننده های مود لغزشی و خطی سازی پسخورد بررسی و با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج نشان داد که هر دو کنترل کننده عملکرد مناسبی دارند ولی تغییرات زوایا در کنترل خطی سازی پسخورد هموارتر است. با افزایش نایقینی، عملکرد کنترل خطی سازی پسخورد از حیث زمان رسیدن به وضعیت هدف از حالت مطلوب فاصله گرفت در حالیکه در عملکرد مود لغزشی تاثیر قابل توجهی ایجاد نشد. از این نظر برای حفظ وضعیت کوادروتور، کنترل خطی سازی پسخورد مجهز به PID مناسب بوده و برای حالت گذار کوادروتور و تغییر وضعیت زاویه ای استفاده از کنترل کننده مود لغزشی توصیه می شود.