عنوان مقاله :
طراحي و شبيه‌سازي كنترل‌كننده مود لغزشي پسگام انتگرالي و فيلتر كالمن-بوسي تعميم‌يافته براي كوادروتور
عنوان به زبان ديگر :
Design and Simulation of the integral backstepping sliding mode control and extended Kalman-Bucy filter for quadrotor
پديد آورندگان :
فرجي، جواد دانشگاه تبريز - گروه مهندسي مكانيك، تبريز، ايران , كيقبادي، جعفر دانشگاه تبريز - گروه مهندسي مكانيك، تبريز، ايران
كليدواژه :
كوادروتور , فيلتر كالمن-بوسي تعميم‌يافته , كنترل‌كننده مود لغزشي پسگام انتگرالي , نويز
چكيده فارسي :
در اين مقاله كنترل مود لغزشي پسگام انتگرالي به همراه فيلتر كالمن-بوسي تعميم‌يافته براي كنترل و تخمين حالت‌هاي پهپاد (كوادروتور) ارائه‌‌شده است. در سيستم كوادروتور اثرات آئروديناميكي بر روي ديناميك سيستم موردتوجه قرارگرفته و معادلات ديناميكي توسط روش نيوتن-اويلر استخراج گرديده است. رفتار كوادروتور كه تحت تأثير نيروها و ممان‌هاي آئروديناميكي قرار دارد، غيرخطي است، اما كنترل مودلغزشي پسگام انتگرالي به‌خوبي توانسته سيستم ديناميكي را بدون در نظر گرفتن نويز سيستم و نويز اندازه‌گيري و با فرض وجود همه حالت‌هاي ديناميكي به پايداري برساند. نويز در سيستم‌هاي ديناميكي غيرقابل‌اغماض بوده و همچنين اندازه‌گيري همه حالت‌هاي سيستم در عمل بسيار پيچيده و گران است، فيلتر كالمن-بوسي توسعه‌يافته در ساختار كنترلي به‌عنوان رؤيت‌گر حالت‌هاي سيستم و براي حذف نويز در اين حالت‌ها به كار مي‌رود. به همين علت استفاده هم‌زمان از كنترل‌كننده–رؤيت‌گر براي كنترل و تخمين حالت‌هاي كوادروتور پيشنهادشده است. شبيه‌سازي عددي نشان‌دهنده عملكرد خوب كنترل‌كننده-رؤيت‌گر پيشنهادي است، به‌گونه‌اي كه آن‌ها به‌خوبي توانسته‌اند هم حالت‌هاي غيرقابل‌اندازه‌گيري سيستم را تخمين زده و بر نويزهاي سيستم و اندازه‌گيري غلبه كند و هم سيستم را به موقعيت موردنظر طراح برساند.
چكيده لاتين :
In this paper, the integral backstepping sliding mode (IBSM) control with the extended Kalman-Bucy filter (EKBF) to control and
state estimation of unmanned aerial vehicles (quadrotor) is provided. In the quadrotor system, the aerodynamic effects of the
dynamics of a system are considered, and dynamical equations are derived by the Newton-Euler method. Quadrotor's behavior,
which is affected by forces and aerodynamic moments is non-linear, but the integral backstepping sliding mode control has been able
to stabilize the system dynamically, without considering the system and measurement noises and assuming all the dynamic states of
the system. Noise is immaterial in dynamic systems, and the measurement of all systems states in practice is very complex and
expensive; for this purpose, the EKBF in the control structure is used as observer states of the system and noise reduction in these
modes. Therefore, simultaneous use of the controller-observer is suggested for controlling and estimating quadrature states. The
numerical simulation demonstrates the good performance of the proposed controller-observer so that they were able to estimate both
the system's unobservable state and overcome system and measurement noise.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك دانشگاه تبريز
