كنترل آرايش گروهي بالگردهاي بدون سرنشين به روش رهبر- پيرو

Formation Control of Unmanned Helicopters by Leader-Follower Method

در اين مقاله، الگوريتم كنترلي جديدي براي تشكيل آرايش هندسي مطلوب توسط گروهي از بالگردهاي كوچك بدون سرنشين ارايه شده است. ابتدا با استفاده از روش نيوتن- اويلر، معادلات ديناميكي حاكم بر هر پرنده استخراج شده است. نيروي محوري روتور دم، نيروي محوري روتور اصلي، زاويه انحراف طولي و زاويه انحراف عرضي روتور اصلي ورودي هاي كنترلي هر بالگرد است. به منظور كنترل آرايش بندي از روش مبتني بر مدل رهبر- پيرو استفاده شده است، براي اين منظور معادلات حركتي پيرو نسبت به رهبر به دست آمده است. سپس با استفاده از روش كنترل مود لغزشي، كنترلر سطح پايين طراحي گرديده است. هر روبات متناسب با اطلاعاتي كه از بقيه روبات ها به دست مي آيد، عكس العمل مناسبي از خود نشان مي دهد و در موقعيت و جهت گيري مناسب نسبت به ساير پرنده ها قرار مي گيرد. براي سنجش دقت الگوريتم كنترلي ارايه شده، در انتها نتايج شبيه‌سازي آورده شده است.

In this article, for constructing a desired formation by a group of unmanned small helicopters, a novel control algorithm is presented. Firstly, by using Newton-Euler method, dynamics equations of motion of one helicopter is derived. Main rotor thrust, tail rotor thrust, longitudinal and lateral tilt angles of main rotor are four control inputs of each agent. Leader-follower method is used for controlling the formation of agents, for this purpose, motion of the follower relative to leaders is derived. Then, sliding mode control (SMC) method is used to design a lower level controller. Each agent does appropriate reactions and adjusts its relative distances and directions according to the information which are received from others. For evaluating the presented control algorithm, simulations results is shown at the end.