طراحی کنترلر مقاوم مبتنی بر تخمین تأخیر زمانی برای مدل بالگرد سه درجه آزادی به همراه بهره-های تطبیقی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه آموزشی خلبانی، دانشکده مهندسی و پرواز، دانشگاه امام علی (ع)، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله یک رویکرد کنترل مقاوم غیر وابسته به مدل به منظور تعقیب موقعیت در بالگرد سه درجه آزادی در حضور انواع عدم قطعیت و اغتشاشات، طراحی شده است. در این کار، طرح کنترل تأخیر زمانی تطبیقی با ایجاد یک سیگنال تأخیر زمانی سبب حذف دینامیک غیر خطی بالگرد، عدم قطعیت‌‌ها و اغتشاشات خارجی می‌شود. هدف از به کارگیری قانون تطبیق در کنترل تأخیر زمانی، تنظیم آنلاین، خودکار و مناسب بهره به منظور افزایش سرعت همگرایی و بهبود عملکرد تعقیب در حضور عدم قطعیت و اغتشاشات است. همچنین به منظور مقاوم بودن در برابر خطاهای تخمین تأخیر زمانی ناشی از بکارگیری سیگنال تاخیر زمانی، از یک کنترل‌کننده‌ی مد لغزشی در ساختار کنترل استفاده شده است. پایداری UUB سیستم حلقه بسته نیز با استفاده از تئوری لیاپانوف اثبات شده است. در انتها اثر بخشی رویکرد کنترلی با استفاده از شبیه‌سازی در حضور اغتشاشات و عدم قطعیت نشان داده شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design of a robust controller based on time delay estimation for a three-degree-of-freedom helicopter model with adaptive gains

نویسنده [English]

  • M. Abolfazl Mokhtari
Flight and Engineering Department, Imam ALi University, Tehran
چکیده [English]

In this paper, a free model robust control is designed to track the position of three degrees of freedom (3-DOF) helicopter model in the presence of a variety of external uncertainties and disturbances. In this work, the adaptive time-delay control eliminates non-linear dynamics of helicopter, uncertainties, and external disturbances by generating a time-delay signal. The purpose of applying the adaptive law in the time-delay control is to online, automated and appropriate adjustment the gains in order to increase the speed of convergence and efficiency in the tracking operation in the presence of fluctuation tolerance. On the other hand, a sliding mode controller is used in the control structure to achieve robust performance against the time-delay estimation (TDE) error due to use of the time-delay signal. The uniformly ultimately bounded (UUB) stability of the closed-loop system has also been proved using Lyapunov stability theory. Finally, the effectiveness of the designed control approach is demonstrated using simulations on a 3-DOF helicopter in the presence of perturbations and uncertainties.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Time-delay control
  • 3 degrees of freedom helicopter system
  • Adaptive gains
  • Non-linear robust control scheme
  • Lyapunov theory