یک روش نوین کنترل مد لغزشی مبتنی بر تابع سینوسی برای کاهش لرزش در ردیابی زاویه پیچش هواپیمای F-18

Abstract

این پژوهش به طراحی، شبیه‌سازی و مقایسه عملکرد کنترل‌کننده‌های مد لغزشی خطی و انتگرالی جهت ردیابی زاویه و نرخ پیچش در مدل دینامیک طولی هواپیمای جنگنده F-18 می‌پردازد. کنترل مد لغزشی به عنوان یک روش کنترل غیرخطی مقاوم، به دلیل عدم حساسیت به عدم قطعیت‌ها و اغتشاشات، گزینه‌ای مناسب برای کنترل پرواز در رژیم‌های پروازی چالش‌برانگیز است. با این حال، پدیده نامطلوب لرزش، یکی از موانع اصلی پیاده‌سازی عملی آن است. در این راستا، ابتدا عملکرد کنترل‌کننده مد لغزشی کلاسیک با تابع علامت و سپس با تابع اشباع برای کاهش لرزش ارزیابی می‌شود. در ادامه، برای حذف خطای حالت ماندگار ناشی از تابع اشباع، از کنترل مد لغزشی انتگرالی استفاده می‌گردد. به عنوان یک نوآوری، یک قانون کلیدزنی جدید مبتنی بر تابع سینوسی در لایه مرزی پیشنهاد می‌شود تا مصالحه‌ای بهینه میان حذف لرزش و کاهش خطای حالت ماندگار ایجاد کند. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که کنترل‌کننده انتگرالی با حذف کامل خطای ماندگار و ارائه پاسخی نرم، بهترین عملکرد ردیابی را دارد و روش پیشنهادی سینوسی نیز با کاهش حدوداً ۵۰ درصدی خطای ماندگار نسبت به تابع اشباع و حفظ پایداری، عملکردی رقابتی و مطلوب ارائه می‌دهد.