طراحي خلبان خودكار با استفاده از كنترلگر غيرخطي و تست PIL براي نشست يك پهپاد

Autopilot Design Using Nonlinear Control and PIL Test for Landing a UAV

سامانه‌ي كنترل پرواز بي‌شك يكي از بخش‌هاي با اهميت اجسام پرنده است كه وظيفه‌ي پايداري و دستيابي به عملكرد مناسب در اجراي فرامين را دارد. با توجه به ديناميك غيرخطي و متغير با زمان بودن و عدم قطعيت‌هاي ساختاري و پارامتري اجسام پرنده، در كنترل پرواز رويكردهاي كنترلي متنوعي در راستاي رسيدن به پايداري، عملكرد مناسب و كم اثركردن عدم قطعيت‌ها و خطاي مدل‌سازي استفاده مي‌شود. در اين مقاله طراحي نرم افزار خلبان خودكار به روش كنترلگر غيرخطي وارون‌ديناميك براي نشست يك پهپاد در دو مرحله توسعه يافت. همچنين، با استفاده از سخت افزار DSP با پردازنده TMS320F28335، پياده‌سازي و تست نرم افزار خلبان خودكار غيرخطي وارون ديناميك تا مرحله PIL زمان حقيقي صورت گرفت. نتايج شبيه‌سازي با معادلات غيرخطي شش‌درجه آزادي زمان حقيقي، عملكرد مناسب كنترل طراحي شده و تست پياده‌سازي را تأييد مي‌كند.

Undoubtedly, the flight control system is one of the most important parts of an aeronautical vehicles that has duty of stability and achieve good performance in execution of commands. In flight control according to nonlinear dynamics, time varying and structural and parametric uncertainties of aeronautical vehicles, various control approaches use to achieve stability, good performance and reduce the effect of the uncertainties and modeling error. In this paper, autopilot software design were developed using nonlinear dynamics inversion controller to landing a UAV in two stages. Also, with using DSP hardware and CPU TMS320F28335, nonlinear dynamics inversion autopilot software were implemented and tested to real time PIL stage. Finally, nonlinear six-degree-of-freedom simulation results at real-time, confirm proper performance of implementation.