احسان لقمان - دانشجو، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران
محسن ایرانی رهقی - دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران
عباس لقمان - استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

در این تحقیق، با استفاده از ریاضیات مرتبه کسری یک کنترل­کننده برای کنترل مسیر حرکت یک کوادروتور طراحی می­گردد. با توجه به اینکه یکی از مهم­ترین چالش­ها در کوادروتورها تغییر جرم آن­ها برای حمل و جابجایی بارهای مختلف است، در این پژوهش کنترل­کننده طراحی شده برای جرم به صورت تطبیقی طراحی می­گردد تا در مقابل اثرات تغییر جرم رفتار مناسبی را ارائه دهد. برای طراحی کنترل­کننده در این پژوهش از روش مودلغزشی استفاده می­شود و سطح لغزش مورد نظر به صورت یک مدل مرتبه کسری در نظر گرفته می­شود. نتایج این تحقیق به خوبی کارایی کنترل­کننده مرتبه کسری را برای کنترل مسیر کوادروتور و مقاومت در مقابل تغییرات جرمی را نشان می­دهد. به علاوه، شبیه­سازی­ها نشان می­دهند که با استفاده از تغییرات مرتبه مشتق کسری می­توان کنترل­کننده­ای طراحی کرد که با تلاش کنترلی کمتری یک ماموریت را انجام دهد، بنابراین، با طراحی یک کنترل­کننده مرتبه کسری می­توان ظرفیت حمل بار را در یک کوادروتور افزایش داد. نتایج این تحقیق نشان می­دهند که ظرفیت حمل بار با در نظر گرفتن مقدار ۲۷۵/۰ برای مرتبه مشتق بالاترین مقدار خود را دارد. نوآوری این کار بررسی اثرات کنترل­کننده مرتبه کسری در تعیین ظرفیت حمل بار است به طوری که نشان داده می­شود با تعیین مقداری مشخص می­توان ظرفیت حمل بار را تا حدود دو برابر نسبت به کنترل­کننده­ی معمولی افزایش داد.

کوادروتور, کنترل گر, کنترل مرتبه کسری, کنترل تطبیقی, ظرفیت حمل بار, تعقیب مسیر