طراحی کنترل تطبیقی بهینه برای یک کوادروتور به منظور حفظ موقعیت و وضعیت درشرایط عدم قطعیت با استفاده از الگوریتم گرگ خاکستری

امروزه به دلیل کاربردهای متنوع و عملیاتی وسایل پرنده بدون سرنشین در زمینه های گوناگون، ازجمله نظارت، بازرسی، امداد و نجات و سایر زمینه ها، محققان بسیاری در سرتاسر جهان مشتاق مطالعه و تحقیق پیرامون این پرنده ها شده اند. کنترل برای حفظ موقعیت، حفظ وضعیت و تعقیب مسیر این دسته از پرنده ها، با توجه به گستردگی دامنه کاربردی از اهمیت بالایی برخوردار است. لذا در این پژوهش به بحث و حل مسیله مذکور پرداخته شده است. بدین منظور در ابتدای امر بر مبنای روش نیوتن اویلر به معرفی ساختار و بیان مدلی جهت آنالیز رفتار سیستم و طراحی کنترل کننده پرداخته شده است. ازآن جهت که دینامیک پرنده مورد بررسی غیرخطی بوده و در واقعیت برای مدل سازی از ساده سازی هایی استفاده می شود از الگوریتم کنترل بهینه تطبیقی برای حل مسیله موردنظر بهره گرفته شده به نحوی که پارامترهای کنترلی در صورت لزوم و بسته به شرایط قابلیت به روزرسانی داشته باشد که برای فرایند به روزرسانی پارامترهای کنترلی می توان از روش هایی نظیر بهینه سازی، فازی، شبکه عصبی و یا روش های ترکیبی نظیر فازی عصبی و غیره بهره برد. از سویی باید اشاره داشت که روش های نظیر فازی، یا شبکه عصبی قابلیت اعمال محدودیت نظیر محدودیت های فیزیکی عملگرها و غیره در فرایند به روزرسانی را نداشته ولی دارای سرعت جواب دهی بالاتری نسبت به روش های بهینه سازی می باشند. روش های بهینه سازی دارای توانایی بیشتر در یافتن پاسخ های بهتر و قابل قبول تر نسبت به روش های فوق الذکر هستند؛ اما باید اشاره داشت که به پردازنده های قوی با سرعت پردازش بالا نیاز دارند. با توجه به این که هدف این مقاله دست یابی به پاسخ های بهتر برای مانور حفظ موقعیت و تعقیب مسیر می باشد از الگوریتم بهینه سازی گرگ های خاکستری برای به روزرسانی پارامترهای کنترلی بهره گرفته شده است. همچنین به منظور افزایش مقاومت کنترل کننده و بهینه کردن تلاش کنترلی، پیشنهاد شده تا ورودی کنترلی با روش های دیگر نظیر pid غیرخطی بهینه ترکیب گردد. پس از بیان روابط، نتایج حاصل از شبیه سازی های صورت گرفته ارایه شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد رویکرد پیشنهادی به خوبی توانسته کلیه نیازها و اهداف مسیله را پاسخ دهد و می توان از آن در مسیله تعقیب مسیر و حفظ موقعیت بهره گرفت.