تصميم منظم تربيعي خطي LQR ثلاثي الأبعاد لمروحية سداسية باستخدام LabVIEW

كندة أبو قاسم, تيماء صالح

Abstract


تركز هذه الورقة على تصميم ثلاث وحدات تحكم بزوايا دوران طائرة سداسية المراوح (Hexacopter) حول المحاور الإحداثية الثلاثة (x, y, z) في فضاء ثلاثي الأبعاد، يتميز هذا الصنف من طائرات الهيلوكوبتر تحديدا الطائرات المتعددة المراوح بأنها تمتلك إقلاع و هبوط عموديين، بساطة ميكانيكية، قدرة على التحليق، و خفة بالحركة إلا أنها تواجه تحديات كبيرة في مجال التحكم تتمثل بنموذجها الرياضي المتصف بأنه غير خطي لدرجة كبيرة، Underactuated، وcoupled. في هذا البحث تعتمد وحدة التحكم على منظم تربيع خطي (LQR) يحقق استقرار أمثلي و وفر كبير في الطاقة بالاعتماد على ما يسمى تابع الهدف. يتم تصغير تابع الهدف في هذا النوع من التحكم من خلال توليفه و حساب قيمة الربح بحيث يكون أمثلياً في توفير الطاقة المستهلكة و تحسين الاستجابة. تم اختبار النموذج اعتمادا على برنامج المحاكاة LabVIEW، بالإضافة إلى وحدة تصميم التحكم والمحاكاة.

This paper focuses on the design of three controllers Hexacopter rotation angles around the three axes (x, y, z) in a three-dimensional space. This type of helicopter specifically "multi-rotors" has several characteristics such as vertical takeoff and landing, Mechanical simplicity, high ability to hover, and lightness of motion abilities, and it has big challenges with controlling it represented by its mathematical model which characterized as highly nonlinear, Under-actuated, and coupled. In this research, the control unit adopts a linear quadratic regulator (LQR) that achieves good stability and provides great energy savings depending on the function called the objective function. The target is minimizing this function by tuning it and calculating the gain value so that it optimizes the energy saving and response. The model was tested based on the LabVIEW simulation program, as well as the control and simulation design modules.


Full Text: PDF

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Editor in chief: Prof. Dr. Hani Chaaban

Editorial Board ,Secretary Editor:Dr. Amir Tfiha