كنترل بهينه غيرخطي يك وسيله هوايي با در نظر گرفتن مدل غيرخطي موتور پيشران

اين مقاله به مدل سازي ديناميكي و كنترل بهينه غيرخطي يك وسيله هوايي با در نظر گرفتن مدل غيرخطي موتور پيشران مي‌پردازد. بدين منظور معادلات ديناميك پرواز غيرخطي وسيله هوايي با در نظر گرفتن روابط غيرخطي حاكم بر موتور پيشران آن استخراج مي‌شود. رابطه نيروي پيشرانش و مصرف سوخت موتور هوازي بيان و با معادلات ديناميك غيرخطي وسيله پرنده تركيب مي‌شود. با بيان فرمولاسيون كنترل بهينه غيرخطي وابسته به حالت، ديناميك غيرخطي جسم هوايي به عنوان معادلات قيدي مسئله در نظر گرفته شده و تابع هزينه شامل متغيرهاي حالت و ورودي هاي كنترلي در لحاظ مي‌شود. سپس تابع هميلتونين مسئله كنترل بهينه تشكيل و معادلات بهينگي بدست مي‌آيد. با حل عددي معادلات بهينگي، پارامترهاي متعددي نظير زاويه مسير پرواز، عدم قطعيت، زاويه حمله و ضرايب وزني كنترل بهينه در نظر گرفته شده و شبيه‌سازي متنوعي ارايه مي‌شود. نتايج نشان مي‌دهد، با افزايش زاويه حمله، زمان و تلاش كنترلي سامانه افزايش مي‌يابد. با تغيير ضرايب وزني مسئله كنترل بهينه، مسيرهاي بهينه كنترلي متعددي ايجاد و افزايش ضرايب وزني ورودي باعث كاهش مصرف سوخت بهينه مي‌شود. مشاهده مي‌شود كه با تغيير پارامتر عدم قطعيت در مدل سازي، پاسخ گذرا سيستم تغيير كرده اما در نهايت روش كنترل بهينه توانمند در رديابي مسير مطلوب بوده است. با تغيير شرايط اوليه مختلف و پارامترهاي مختلف، كنترل بهينه غيرخطي سيستم به خوبي انجام مي‌شود كه نشان‌دهنده كارايي روش پيشنهادي در مدلسازي و كنترل غيرخطي سيستم است.