اصلاح الگوریتم تخمین و کنترل ساختار متغیر برای فرود مقید مریخ نشین

فرود بر سیاره مریخ یکی از مسایل مهم و چالشی صنعت فضایی است که با عدم قطعیت های سیستمی و محیطی فراوانی مواجه است. از همین رو، دستیابی به مدل دقیقی از دینامیک مریخ نشین امکانپذیر نیست. در این راستا، پژوهش حاضر به طراحی الگوریتم یکپارچه تخمین و کنترل برای مرحله آخر فرود یعنی نشست پرداخته است بگونه ای که بتواند در برابر عدم قطعیت های موجود عملکرد قابل قبولی ارایه دهد. الگوریتم پیشنهادی بر مبنای چارچوب کارکردی کنترل ساختارمتغیر شکل گرفته و نیاز به ژاکوبین گیری و ایجاد اندازه گیری های مصنوعی را به کمک جایگزینی خطی سازی تحلیلی با خطی سازی آماری و تیوری معکوس تعمیم یافته ماتریس برطرف نموده است. عملکرد الگوریتم پیشنهادی در حضور عدم قطعیت های مختلف ناشی از شرایط اولیه تصادفی دینامیک کوپل مریخ نشین، ناپایداری اتمسفری و خطای مدلسازی نیرو ها و گشتاورهای وارده، تاخیر زمانی عملگرهای کنترلی و با لحاظ کردن قیود هندسی محل فرود و اشباع عملگرها بررسی شده است. در ادامه، عملکرد الگوریتم ناوبری مقاوم پیشنهادی با نتایج حاصل از ترکیب الگوریتم های متداول فیلتر کالمن توسعه یافته و کنترلر تناسبی-انتگرالی-مشتقی در مساله غیرخطی فرود بر سیاره مریخ قیاس شده است. نتایج به دست آمده از شبیه سازی های مونت کارلو به وضوح عملکرد دقیق و مقاوم الگوی ناوبری و کنترل پیشنهادی را نشان داده و برتری آن نسبت به الگوریتم های متداول رایج را تایید می کند.