طراحی یک اتوپایلوت بهینه بر مبنای کواترنینها

در این مقاله با اضافه کردن معادلات دینامیکی کواترنینها به معادلات حرکت پرنده، طراحی اتوپایلوت بر مبنای کواترنینها انجام گرفته است. با استفاده از تئوری کنترل بهینه و بکارگیری خواص کواترنینها، با بسط معادلات دینامیکی پرنده بر حسب کواترنینها می توان برای هر رژیم پروازی، ماتریس بهره ای را بدست آورد که قادر است تمام نیازمندیهای آن رژیم پروازی را برآورده کند. نتایج حاصل از شبیه سازی این کنترلر نشان می دهد که علاوه بر اینکه سرعت پاسخ دهی سیستم و میزان نیروی کنترلی قابل تنظیم است، این کنترلر به صورت بهینه کار می کند. همچنین انرژی کنترلی که برای مانورهای مورد نظر ایجاد می شود، با انتخاب این ماتریس بهره در کمترین حالت ممکن خواهد بود. علاوه بر این تحقیق زیر نشان می دهد که طراحی کنترلر با روش LQR بسیار جامع تر و بهینه تر نسبت به روشهای کلاسیک است.

Keywords:

کواترنینها , زوایای اویلر , کنترل بهینه درجه دو , قانون برایسون , LQR