توسعه الگوریتم شبیه سازی حرارتی بهبود یافته در طراحی سامانه خلبان خودکار بهینه برای نگهداری یک مسیر مشخص

در این تحقیق ابتدا بر اساس معادلات غیرخطی درگیر و شش درجه آزادی حاکم بر حرکت یک هواپیما، روابط ناوبری و معادلات حاکم برای یک هواپیمای مشخص در فضای حالت، تولید شده است. متعاقبا با استفاده از فرمول بندی کنترل بهینه در الگوی رگولاتور خطی و به کارگیری ایده افق زمانی پیش رو، دستورهای کنترلی بهینه، که در این فرمول بندی، نیرو و گشتاورهای آیرودینامیکی و موتور هستند برای بازه های زمانی مورد نظر افق به منظور کنترل حرکت پرنده بر روی یک الگوی مشخص و از پیش تعریف شده تولید شده است. از آنجایی که طبیعتا برای ایجاد این نیرو و گشتاورهای بهینه باید از سازوکارهای موجود در یک هواپیما استفاده نمود، از یک روش ابداعی، میزان انحراف سطوح کنترلی و نیروی پیشران موتورها با استفاده از کنترل میزان مصرف سوخت به صورتی تعیین می شود که نیرو و گشتاور های مطلوب در روش ترکیبی رگولاتور خطی و افق پیش رو ایجاد گردد. در این راستا با بهره گیری از الگوریتم هوشمند شبیه سازی حرارتی حالت خمیری (MSSA) کاربردی جدید از این موتور جستجوی هوشمند در مسئله عملی کنترل یک هواپیما برای اولین بار مطرح شده است که با در نظر گرفتن خصوصیات ویژه مسئله و قابلیت های حالت خمیری الگوریتم های پایه شبیه سازی حرارتی، می توان سرعت این الگوریتم های به ظاهر کند را حتی تا رسیدن به یک کنترل برخط و زمان حقیقی بالا برد. در این ایده به کمک روش دینامیک معکوس و حل یک دستگاه معادلات جبری در یک حلقه، فرامین کنترلی بهینه در بازه های زمانی متوالی تولید و با اعمال این فرامین به معادلات غیرخطی سامانه، حالت بعدی سامانه تولید می گردد. این حلقه مجددا برای بازه زمانی بعدی تکرار می گردد، به صورتی که هواپیما قادر خواهد بود مسیر مطلوب را دنبال کند. این کنترلر حلقه بسته دارای مقاومت خوبی در مقابل اغتشاشات بوده و قابل اعمال به یک سامانه غیرخطی است.