مکانیک پرواز/ناوبری/کنترل/...
فاطمه قادری؛ علیرضا طلوعی؛ رضا قاسمی
مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 14 فروردین 1402
چکیده
این مقاله باهدف کنترل پرواز گروهی بالگردهای بدون سرنشین تدوین شده است. متدولوژی حل شامل مدلسازی دینامیکی بالگرد، طراحی کنترل‌کننده و درنهایت طراحی کنترل شکل‌دهی است. پس از ارائه معادلات دینامیکی حاکم بر پرنده با استفاده از روش نیوتن اویلر به دلیل معماری ساده و توانایی جداسازی سیستمهای چند متغیره غیرخطی برای کنترل موقعیت و وضعیت، ...
بیشتر
این مقاله باهدف کنترل پرواز گروهی بالگردهای بدون سرنشین تدوین شده است. متدولوژی حل شامل مدلسازی دینامیکی بالگرد، طراحی کنترل‌کننده و درنهایت طراحی کنترل شکل‌دهی است. پس از ارائه معادلات دینامیکی حاکم بر پرنده با استفاده از روش نیوتن اویلر به دلیل معماری ساده و توانایی جداسازی سیستمهای چند متغیره غیرخطی برای کنترل موقعیت و وضعیت، کنترل وارون دینامیک بالگردها اعمال شده است، همچنین کنترل پیش‌بین توسعهیافته نیز برای کنترل موقعیت و وضعیت بالگرد بکار رفت و نتایج حاصل از شبیه‌سازی این دو کنترلر با هم مقایسه شد که نشان از عملکرد بهتر کنترل پیش‌بین داشت. ازاینرو در طراحی کنترل شکل‌دهی، کنترل مستقل بالگردها به روش پیش‌بین انجام شد. بهمنظور کنترل شکل‌دهی نیز از روش مبتنی بر مدل پیرو پیشرو استفاده شده است. برای کنترل دینامیک خطای شکل‌دهی نیز کنترلکنندهی مد لغزشی انتگرالی بکار رفته است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی موفقیت ردیابی با افزایش تعداد بالگردها و در مسیر خطی و مارپیچ را در فرمانهای کنترلی را نشان داد.
مکانیک پرواز/ناوبری/کنترل/...
مانا غنی فر؛ میلاد کامزن؛ مرتضی طایفی
مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 15 فروردین 1402
چکیده
در این مقاله، استفاده از کنترل‌کننده PID جهت کنترل یک مدل از کوادروتور دارای دینامیک غیرخطی، مورد بررسی قرار می‌گیرد. در همین راستا، چهار روش متمایز جهت تنظیم پارامترهای این کنترلر مورد بررسی و مقایسه قرار می‌گیرد. این چهار تکنیک شامل تکنیک‌های برخط الگوریتم شبکه عصبی، استنتاج فازی و تکنیک‌های خارج خط الگوریتم بهینه‌سازی ژنتیک ...
بیشتر
در این مقاله، استفاده از کنترل‌کننده PID جهت کنترل یک مدل از کوادروتور دارای دینامیک غیرخطی، مورد بررسی قرار می‌گیرد. در همین راستا، چهار روش متمایز جهت تنظیم پارامترهای این کنترلر مورد بررسی و مقایسه قرار می‌گیرد. این چهار تکنیک شامل تکنیک‌های برخط الگوریتم شبکه عصبی، استنتاج فازی و تکنیک‌های خارج خط الگوریتم بهینه‌سازی ژنتیک و تجمع ذرات میگردند. در پایان اما با توجه به نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی و نیز نتایج حاصل از مقایسه یک تابع هزینه پیشتعریف مربعی محاسبه شده در هریک از حالات استفاده از این تکنیک‌های تنظیم پارامترها در حضور یک اغتشاش نسبتاً بزرگ با دامنه و فرکانس انتخاب شده که در کل زمان شبیه‌سازی، سیستم را تحت تأثیر قرار میدهد، نشان داده می‌شود بطور کلی، رستهی الگوریتمهای برخط، به ویژه با وجود اغتشاش مذکور، از آنجا که ضرایب کنترلی سیستم حلقه-بسته را در هر گام زمانی از شبیه‌سازی عددی، به صورت لحظهای بروزرسانی می‌کنند، عملکرد بهتری در کنترل دینامیک سیستم از خود نشان میدهد.
مکانیک پرواز/ناوبری/کنترل/...
محمدحسین علیزاده؛ علیرضا طلوعی
مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 26 فروردین 1402
چکیده
هواپیمای مورد نظر از نوع هواپیمای بدون سرنشین با قابلیت انجام ماموریت چندگانه می باشد. در این مقاله پس از خطی سازی کانال فراز، تابع انتقال برای نقاط مهم استخراج می شود. سپس یک جبرانساز مقاوم کلاسیک و یک میراکننده سرعت زاویه ای طراحی می شود. با توجه به بازه عدم قطعیتها، با کمک الگوریتم بهینه سازی کلونی زنبور عسل، جبرانساز تنظیم می گردد. ...
بیشتر
هواپیمای مورد نظر از نوع هواپیمای بدون سرنشین با قابلیت انجام ماموریت چندگانه می باشد. در این مقاله پس از خطی سازی کانال فراز، تابع انتقال برای نقاط مهم استخراج می شود. سپس یک جبرانساز مقاوم کلاسیک و یک میراکننده سرعت زاویه ای طراحی می شود. با توجه به بازه عدم قطعیتها، با کمک الگوریتم بهینه سازی کلونی زنبور عسل، جبرانساز تنظیم می گردد. همچنین مقدار بهینه زاویه عقب گرد بال به صورت غیر مستقیم از مقدار بهینه مرکز فشار آیرودینامیکی بدست می آید. رویکرد بهینه سازی در این مقاله، مقاوم نمودن کانال فراز در مواجهه با عدم قطعیتها است. نتایج نشان می دهد، با نوآوری صورت گرفته در طراحی جبرانساز به روش کلاسیک و ترکیب آن با شبیه سازی مونت کارلو و الگوریتم بهینه ساز، رفتار کانال فراز در زمان حضور عدم قطعیتها بهبود قابل توجهی داشته است.
مکانیک پرواز/ناوبری/کنترل/...
روزبه مرادی؛ جمیله حمزه ای
دوره 7، شماره 2 ، تیر 1402، ، صفحه 11-16
چکیده
تعیین میزان موفقیت کنترل‌کننده یکی از مسائل مهم در حوزه کنترل تحمل‌پذیر عیب فعال فضاپیما می‌باشد. دلیل اهمیت زیاد این موضوع نیز ماهیت تصادفی و از قبل پیش‌بینی نشده عیوب است. از طرفی، به دلیل وجود حالت‌های بسیار زیاد (تقریبا بیشمار) عیب، انجام شبیه‌سازی‌های متعدد و بررسی میزان موفقیت کنترل‌کننده در شرایط ...
بیشتر
تعیین میزان موفقیت کنترل‌کننده یکی از مسائل مهم در حوزه کنترل تحمل‌پذیر عیب فعال فضاپیما می‌باشد. دلیل اهمیت زیاد این موضوع نیز ماهیت تصادفی و از قبل پیش‌بینی نشده عیوب است. از طرفی، به دلیل وجود حالت‌های بسیار زیاد (تقریبا بیشمار) عیب، انجام شبیه‌سازی‌های متعدد و بررسی میزان موفقیت کنترل‌کننده در شرایط مختلف بروز عیب زمانبر خواهد بود. برای رفع این مشکل، در این مقاله از شبکه عصبی برای تعیین درصد موفقیت کنترل‌کننده تحمل‌پذیر عیب فعال فضاپیما در شرایط مختلف رخداد عیب استفاده شده است. بدین صورت که ابتدا، شبکه عصبی تحت آموزش قرار گرفته و سپس، با بررسیهای مختلف از عملکرد مناسب آن در پیش‌بینی موفقیت یا عدم موفقیت کنترل‌کننده اطمینان حاصل شده است. سپس، با توجه به سرعت بسیار زیاد شبکه آموزش دیده، بررسی متنوعی از میزان موفقیت کنترلر در طیف گستردهای از عیوب انجام شده است. نتایج بدست آمده از نظر فیزیکی منطقی بوده و نشان میدهند که با افزایش شدت عیب، احتمال موفقیت کنترل‌کننده نیز کاهش مییابد.
مکانیک پرواز/ناوبری/کنترل/...
میلاد محمودی؛ علیرضا باصحبت نوین زاده؛ فرشاد پازوکی
دوره 7، شماره 2 ، تیر 1402، ، صفحه 29-37
چکیده
در مقاله حاضر یک روش هوشمند برای انتخاب فناوری از میان مجموعه‌ای معلوم از فناوری‌های با هدف بیشینه‌سازی قابلیت اطمینان زیر سامانه پشتیبان حیات ارائه می‌شود. این رویکرد بر مدلسازی مسئله تخصیص بهینه به صورت بهینه‌سازی ترکیباتی و حل آن به روش بهینه‌سازی وال متکی است. به این منظور، لازم است تا تغییراتی بر این روش اعمال شود تا ...
بیشتر
در مقاله حاضر یک روش هوشمند برای انتخاب فناوری از میان مجموعه‌ای معلوم از فناوری‌های با هدف بیشینه‌سازی قابلیت اطمینان زیر سامانه پشتیبان حیات ارائه می‌شود. این رویکرد بر مدلسازی مسئله تخصیص بهینه به صورت بهینه‌سازی ترکیباتی و حل آن به روش بهینه‌سازی وال متکی است. به این منظور، لازم است تا تغییراتی بر این روش اعمال شود تا از قابلیت پذیرش قیود بودجه جرمی، توانی و حجمی و نیز پذیرش متغیرهای دودویی برخوردار شود. روش پیشنهادی پس از صحهگذاری بر یک مسئله نمونه، اجرا شده و نتایج نشان میدهد که روش پایدار است و به ترکیبی از فناوریها با قابلیت اطمینان بیشینه ضمن رعایت قیود مسئله منجر می‌شود.
مکانیک پرواز/ناوبری/کنترل/...
پژمان منوچهری؛ رضا قاسمی؛ علیرضا طلوعی
دوره 6، شماره 3 ، آذر 1401، ، صفحه 21-31
چکیده
در این مقاله کنترل کننده به صورت محلی و با استفاده از اطلاعات عاملهای همسایه انجام گرفته و گراف مربوطه دارای درخت پوشا می باشد. در ضمن در طراحی کنترل کننده، از سیستمهای فازی بعنوان تقریبگر عمومی استفاده شده و پارامترهای سیستم فازی به گونه‌ای تنظیم شده که خطای ردیابی سیگنال مرجع هر عامل و پایداری از نوع محدود غایی یکنواخت سیستم حلقه ...
بیشتر
در این مقاله کنترل کننده به صورت محلی و با استفاده از اطلاعات عاملهای همسایه انجام گرفته و گراف مربوطه دارای درخت پوشا می باشد. در ضمن در طراحی کنترل کننده، از سیستمهای فازی بعنوان تقریبگر عمومی استفاده شده و پارامترهای سیستم فازی به گونه‌ای تنظیم شده که خطای ردیابی سیگنال مرجع هر عامل و پایداری از نوع محدود غایی یکنواخت سیستم حلقه بسته تضمین گردد. 1- غیر افاین بودن عاملهای سیستم چند عاملی، 2- نامعلوم بودن دینامیک عاملها، 3-همگرایی خطای ردیابی و خطای فرمیشن به سمت صفر، 4-استفاده از سیستمهای فازی به عنوان تخمین گر عمومی، از مزیت های متد ارائه شده از در این مقاله می باشد. در نهایت، در شبیه سازی های انجام شده بر روی کوادروتور، تحقق آرایش بندی رهبر- پیرو برای ماموریت مورد نظر صورت گرفته و با توجه به معیارهای تعیین شده، خطای مورد نظر قابل قبول می باشد.
مکانیک پرواز/ناوبری/کنترل/...
حجت طائی؛ رضا غلامیان؛ سپیده آیتی
دوره 6، شماره 3 ، آذر 1401، ، صفحه 45-55
چکیده
عملکرد سیستم پیشرانش و موتور که به عنوان قلب هواپیما شناخته می‌شود، وابستگی زیادی به سایر زیرسیستم‌ها از جمله زیرسیستم کنترل موتور دارد. امروزه بیشتر هواپیماهای مدرن مسافربری و نظامی از موتورهای توربینی جهت تولید نیروی تراست استفاده می‌کنند. سیستم کنترل موتور یکی از پرچالش‌ترین سیستمهای کنترلی هواپیماست که با گذر زمان دستخوش ...
بیشتر
عملکرد سیستم پیشرانش و موتور که به عنوان قلب هواپیما شناخته می‌شود، وابستگی زیادی به سایر زیرسیستم‌ها از جمله زیرسیستم کنترل موتور دارد. امروزه بیشتر هواپیماهای مدرن مسافربری و نظامی از موتورهای توربینی جهت تولید نیروی تراست استفاده می‌کنند. سیستم کنترل موتور یکی از پرچالش‌ترین سیستمهای کنترلی هواپیماست که با گذر زمان دستخوش تغییرات و پیشرفتهای چشمگیری شده است. هدف هر سیستم کنترلی موتور، ارائه حداکثر کارایی در شرایط پروازی و افزایش راندمان موتور است. با افزایش نیازمندیها و توسعه تکنولوژی در سیستمهای پیشرانش، کنترل الکترونیکی دیجیتال موتور و کنترل تمام خودکار الکترونیکی دیجیتال موتور جایگزین کنترل هیدرومکانیکی شدهاند. هدف از این مطالعه، ارائه روندنمای توسعه سیستم کنترل موتورهای توربینی از نظر تاریخی و یافتن شیوه-های نوین کنترلی موتور می‌باشد. باتوجه به پیچیدگی موتور سیستم پیشرانش هواپیما، رویکرد کنترلی موتور تعیین و طراحی خواهد شد.
مکانیک پرواز/ناوبری/کنترل/...
قاسم کاهه؛ نیما کریمی؛ مجید حمزه پور؛ علیرضا قادری
دوره 6، شماره 1 ، خرداد 1401، ، صفحه 7-15
چکیده
رشد و استفاده از تلفن‌های همراه هوشمند به موضوعی فراگیر در کشورهای مختلف تبدیل شده است. از سوی دیگر، یکی از فناوری‌های جدید و کاربردی که توانسته علاقمندان زیادی را به خود جلب کند، پهپادهای عمود پرواز غیرنظامی یا همان مولتیروتورها می‌باشد. قابلیت‌های متنوع و بعضاً منحصر بفرد ربات‌های پرنده (هواگردهای بدون سرنشین) در مقایسه با هواگردهای ...
بیشتر
رشد و استفاده از تلفن‌های همراه هوشمند به موضوعی فراگیر در کشورهای مختلف تبدیل شده است. از سوی دیگر، یکی از فناوری‌های جدید و کاربردی که توانسته علاقمندان زیادی را به خود جلب کند، پهپادهای عمود پرواز غیرنظامی یا همان مولتیروتورها می‌باشد. قابلیت‌های متنوع و بعضاً منحصر بفرد ربات‌های پرنده (هواگردهای بدون سرنشین) در مقایسه با هواگردهای سرنشیندار، درکنار هزینههای عملیاتی به مراتب پایینتر این وسایل موجب افزایش بهرهبرداری و توسعة کاربردهای جدید ربات‌های پرنده طی سالیان اخیر شده است. یکی از راههای توسعه و کاربردی نمودن ربات‌های پرنده برای عموم مردم، کاهش هزینه تمامشده ربات‌های پرنده، دردسترس بودن و استفاده آسان و بدون آموزشهای خاص برای این وسایل است. راه حل پیشنهادی این مجموعه برای این موضوع، توسعه «ربات‌های پرنده موبایلپایه» است.
مکانیک پرواز/ناوبری/کنترل/...
حجت طائی؛ علی ابوطالبیان
دوره 6، شماره 1 ، خرداد 1401، ، صفحه 17-28
چکیده
هدف از این پژوهش طراحی کنترل‌کننده مقاوم برای سیستم برداردهی تراست یک پرنده مانورپذیر بوده است. در ابتدا معادلات فضای حالت دینامیک حلقه‌باز سیستم برداردهی تراست با استفاده از روش باندگراف استخراج شده است. پس از آن پارامترهای عملکردی بحرانی سیستم با توجه به امکان‌پذیری عملیاتی و محدوده عملکرد موفق سیستم مورد ارزیابی قرار گرفته ...
بیشتر
هدف از این پژوهش طراحی کنترل‌کننده مقاوم برای سیستم برداردهی تراست یک پرنده مانورپذیر بوده است. در ابتدا معادلات فضای حالت دینامیک حلقه‌باز سیستم برداردهی تراست با استفاده از روش باندگراف استخراج شده است. پس از آن پارامترهای عملکردی بحرانی سیستم با توجه به امکان‌پذیری عملیاتی و محدوده عملکرد موفق سیستم مورد ارزیابی قرار گرفته و شناسایی شدند. در ادامه توابع وزنی طراحی کنترل‌کننده مقاوم H∞ از جمله تابع وزنی نامعینی تحت تاثیر عدمقطعیتهای مشخص شده، تعیین شدند. در انتها نیز قوام کنترل مقاوم در حضور عدمقطعیتها مورد ارزیابی قرار گرفت و پس از آن نتایج تغییر زاویه نازل برداردهی تراست در مقایسه با نتایج عملکرد یک کنترل کننده PID بهینه شده ارزیابی شد.شبیه‌سازی‌های انجام گرفته غالبا تحت نرمافزار متلب بوده است. نتایج این پژوهش نشان داد که روش باندگراف از اعتبار مناسبی برای مدلسازی این سیستم برخوردار بوده و کنترل‌کننده مقاوم طراحی شده نیز میتواند پاسخگوی الزامات ماموریتی آن باشد.
مکانیک پرواز/ناوبری/کنترل/...
رضا اسماعیل‌زاده؛ فاطمه زهرا رحمانی
دوره 5، شماره 4 ، اسفند 1400، ، صفحه 61-72
چکیده
یکی از مسائل مهم و پیچیده در حوزة مهندسی هوافضا، مسئلة بازگشت به جو است. در بسیاری از وسائل پرنده پدیدة بازگشت به جو مورد بررسی قرار نمی‌گیرد، چراکه آن را تجربه نمی‌کنند. مطالعة این پدیده تنها در خصوص آن دسته از اجسام پرنده موضوعیت دارد که از جو خارج شده و بازگشت به جو آنها به دلائلی اهمیت دارد. ماموریت‌ها و قیود مختلف در بحث ورود به ...
بیشتر
یکی از مسائل مهم و پیچیده در حوزة مهندسی هوافضا، مسئلة بازگشت به جو است. در بسیاری از وسائل پرنده پدیدة بازگشت به جو مورد بررسی قرار نمی‌گیرد، چراکه آن را تجربه نمی‌کنند. مطالعة این پدیده تنها در خصوص آن دسته از اجسام پرنده موضوعیت دارد که از جو خارج شده و بازگشت به جو آنها به دلائلی اهمیت دارد. ماموریت‌ها و قیود مختلف در بحث ورود به جو باعث توسعه روش های مختلف هدایتی شده است که هریک دارای مزایای و معایبی بوده که در حال حاضر یکی از حوزههای تحقیقانی کنونی هوافضا را به خود اختصاص دادهاند. در این مقاله مهمترین روش‌های هدایت ورود به جو مبتنی بر تولید مسیر معرفی میشوند. این مقاله تنها روش های هدایتی حلقه بسته را مورد توجه قرار داده است.
مکانیک پرواز/ناوبری/کنترل/...
حمیدرضا مقدس؛ علی محمودی؛ فرشاد پازوکی
دوره 5، شماره 3 ، آذر 1400، ، صفحه 1-19
چکیده
رویکردی نوین برای بررسی تغییرات در فرآیند شبیه‌سازی ساختاری یک پایدارکننده ژیروسکوپی سه‌محوره حامل دوربین، ارائه شده است. روند ارائه شده، شامل تصمیم‌گیری مدیریتی و نحوة شناسایی بهترین مسیر فرآیند بررسی تغییرات می‌باشد. ربات نمونه فانتوم با 32 مؤلفه که نیمی از آنها مربوط به هندسه ساختار پرنده و نیم دیگر مربوط به لَق‌لَقه (گیمبال) ...
بیشتر
رویکردی نوین برای بررسی تغییرات در فرآیند شبیه‌سازی ساختاری یک پایدارکننده ژیروسکوپی سه‌محوره حامل دوربین، ارائه شده است. روند ارائه شده، شامل تصمیم‌گیری مدیریتی و نحوة شناسایی بهترین مسیر فرآیند بررسی تغییرات می‌باشد. ربات نمونه فانتوم با 32 مؤلفه که نیمی از آنها مربوط به هندسه ساختار پرنده و نیم دیگر مربوط به لَق‌لَقه (گیمبال) سه‌محوره هستند انتخاب شده است. پیوندهای ساختاری بین عناصر با فرض تقارن در یک ماتریس ساختار طراحی قرار میگیرند. یک مقدار تأثیر تغییر ثابت برای همه پیوندها و یکی از سه مقدار، 3/0، 5/0 و 8/0 بترتیب برای احتمال تغییر پایین، متوسط و بالا اندازهگیری و در ماتریسها لحاظ شده است. به علاوه، مجموعه‌ای از شاخصها برای کمک به طبقهبندی مولفههای گوناگون سیستم به عنوان پذیرنده یا بازتابنده تغییر، ایجاد و یک شاخص انتشار تغییر نرمال، قدرت نسبی هر مولفه را در طیف جذب کننده تا افزاینده با ضریب بین 1- تا 1+ معرفی شده است. این روش بر روی ربات نمونه پیادهسازی شده است
مکانیک پرواز/ناوبری/کنترل/...
طه یاسینی؛ جعفر روشنی یان؛ شاهین درویش پور
دوره 4، شماره 4 ، بهمن 1399، ، صفحه 31-41
چکیده
در این مقاله به کمک شبکه‌های عصبی مصنوعی و کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل و رگولاتور خطی مرتبة دوم به طراحی کنترلری برای اصلاح مدار و موقعیت ماهوارة مدار پایین پرداخته شده است. در این روش، از شبکه‌های عصبی مصنوعی برای یادگیری مدل خطی سیستم در مواجهه با اغتشاشات استفاده شده است. همچنین، به کمک مدل عصبی مصنوعی به دست آمده، پس از تخمین برخط ...
بیشتر
در این مقاله به کمک شبکه‌های عصبی مصنوعی و کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل و رگولاتور خطی مرتبة دوم به طراحی کنترلری برای اصلاح مدار و موقعیت ماهوارة مدار پایین پرداخته شده است. در این روش، از شبکه‌های عصبی مصنوعی برای یادگیری مدل خطی سیستم در مواجهه با اغتشاشات استفاده شده است. همچنین، به کمک مدل عصبی مصنوعی به دست آمده، پس از تخمین برخط مدل خطی سیستم در هر لحظه، کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل طراحی شده برای سیستم اصلاح شده است. نتایج شبیهسازیها تأثیر قابل توجه استفاده از مدل برخط مبتنی بر یادگیری ماشین را در بهبود عملکرد کنترل پیش‌بین مبتنی بر مدل نشان میدهد.
