تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,020 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,487,482 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,214,329 |
طراحی کنترل کننده مرتبه کسری تطبیقی برای یک پرنده چهار موتوره | ||
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز | ||
دوره 54، شماره 1 - شماره پیاپی 106، اردیبهشت 1403، صفحه 41-50 اصل مقاله (1.09 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/jmeut.2024.53327.3165 | ||
نویسندگان | ||
احسان لقمان1؛ محسن ایرانی رهقی* 2؛ عباس لقمان3 | ||
1دانشجو، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران | ||
2دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران | ||
3استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران | ||
چکیده | ||
در این تحقیق، با استفاده از ریاضیات مرتبه کسری یک کنترلکننده برای کنترل مسیر حرکت یک کوادروتور طراحی میگردد. با توجه به اینکه یکی از مهمترین چالشها در کوادروتورها تغییر جرم آنها برای حمل و جابجایی بارهای مختلف است، در این پژوهش کنترلکننده طراحی شده برای جرم به صورت تطبیقی طراحی میگردد تا در مقابل اثرات تغییر جرم رفتار مناسبی را ارائه دهد. برای طراحی کنترلکننده در این پژوهش از روش مودلغزشی استفاده میشود و سطح لغزش مورد نظر به صورت یک مدل مرتبه کسری در نظر گرفته میشود. نتایج این تحقیق به خوبی کارایی کنترلکننده مرتبه کسری را برای کنترل مسیر کوادروتور و مقاومت در مقابل تغییرات جرمی را نشان میدهد. به علاوه، شبیهسازیها نشان میدهند که با استفاده از تغییرات مرتبه مشتق کسری میتوان کنترلکنندهای طراحی کرد که با تلاش کنترلی کمتری یک ماموریت را انجام دهد، بنابراین، با طراحی یک کنترلکننده مرتبه کسری میتوان ظرفیت حمل بار را در یک کوادروتور افزایش داد. نتایج این تحقیق نشان میدهند که ظرفیت حمل بار با در نظر گرفتن مقدار 275/0 برای مرتبه مشتق بالاترین مقدار خود را دارد. نوآوری این کار بررسی اثرات کنترلکننده مرتبه کسری در تعیین ظرفیت حمل بار است به طوری که نشان داده میشود با تعیین مقداری مشخص میتوان ظرفیت حمل بار را تا حدود دو برابر نسبت به کنترلکنندهی معمولی افزایش داد. | ||
کلیدواژهها | ||
کوادروتور؛ کنترلگر؛ کنترل مرتبه کسری؛ کنترل تطبیقی؛ ظرفیت حمل بار؛ تعقیب مسیر | ||
مراجع | ||
[1] Alaviyan Shahri ES, Alfi A, Tenreiro Machado J. Stability analysis of a class of nonlinear fractional‐order systems under control input saturation. International Journal of Robust and Nonlinear Control. 2018;28:2887-905. [2] Ardjal A, Mansouri R, Bettayeb M. Fractional sliding mode control of wind turbine for maximum power point tracking. Transactions of the Institute of Measurement and Control. 2019;41:447-57. [3] Aghababa MP. No-chatter variable structure control for fractional nonlinear complex systems. Nonlinear Dynamics. 2013;73:2329-42. [4] حمزه نژاد ف, فیاضی ع, قیومی زاده ح, فاتحی مرج ح, حسین نیا ح، کنترل موقعیت دقیق نوکِ ربات تک رابط انعطاف پذیر با استفاده از کنترل کننده مود لغزشی مرتبه کسری. مجله مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز. 1400، ج. 51، ش. 2، ص. 51-59. [5] Barbosa RS, Tenreiro Machado J, Galhano AM. Performance of fractional PID algorithms controlling nonlinear systems with saturation and backlash phenomena. Journal of Vibration and Control. 2007;13:1407-18. [6] Ladaci S, Charef A. On fractional adaptive control. Nonlinear Dynamics. 2006;43:365-78. [7] Shi B, Yuan J, Dong C. On fractional model reference adaptive control. The Scientific World Journal. 2014;2014. [8] Chen Y, Wei Y, Liang S, Wang Y. Indirect model reference adaptive control for a class of fractional order systems. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation. 2016;39:458-71. 19] Li C, Su K, Wu L. Adaptive sliding mode control for synchronization of a fractional-order chaotic system. Journal of Computational and Nonlinear Dynamics. 2013;8. [10] de Oliveira Valério DPM. Fractional robust system control. Universidade Técnica de Lisboa. 2005. [11] Lan Y-H, Zhou Y. LMI-based robust control of fractional-order uncertain linear systems. Computers & Mathematics with Applications. 2011;62:1460-71. [12] Vahdanipour M, Khodabandeh M. Adaptive fractional order sliding mode control for a quadrotor with a varying load. Aerospace Science and Technology. 2019;86:737-47. [13] Efe MÖ. Integral sliding mode control of a quadrotor with fractional order reaching dynamics. Transactions of the Institute of Measurement and Control. 2011;33:985-1003. [14] Ajmal M, Labeeb M, Dev DV. Fractional order PID controller for depth control of autonomous underwater vehicle using frequency response shaping approach. 2014 Annual International Conference on Emerging Research Areas: Magnetics, Machines and Drives (AICERA/iCMMD): IEEE; 2014. p. 1-6. [15] Radmehr N, Kharrati H, Bayati N. Optimized design of fractional-order PID controllers for autonomous underwater vehicle using genetic algorithm. 2015 9th International Conference on Electrical and Electronics Engineering (ELECO): IEEE; 2015. p. 729-33. [16] Silva MF, Machado JT, Lopes A. Fractional order control of a hexapod robot. Nonlinear Dynamics. 2004;38:417-33. [17] Efe MÖ. Fractional fuzzy adaptive sliding-mode control of a 2-DOF direct-drive robot arm. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part B (Cybernetics). 2008;38:1561-70. [18] بلوچیان س, داودی مقدم س، طراحی کنترلکننده بهینه فعال با سطح لغزشی انتگرال مرتبه کسری برای سیستم تعلیق خودرو. مجله مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز. 1399، د. 50، ش. 90، ص. 47-54. [19] Kerboua M, Megnounif A, Benguediab M, Benrahou K, Kaoulala F. Vibration control beam using piezoelectric-based smart materials. Composite Structures. 2015;123:430-42. [20] Qiu Z-c, Zhang X-m, Wu H-x, Zhang H-h. Optimal placement and active vibration control for piezoelectric smart flexible cantilever plate. Journal of Sound and Vibration. 2007;301:521-43. [21] Xie C, Wu Y, Liu Z. Modeling and active vibration control of lattice grid beam with piezoelectric fiber composite using fractional order PDμ algorithm. Composite Structures. 2018;198:126-34. [22] جدید میلانی پ, حامد م، بررسی عملکرد کنترل کنندههای مد لغزشی مرتبه اول و دوم در کنترل مسیر کوادروتور همراه با عدم قطعیت. مجله مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز. 1400، د. 51، ش. 96، ص. 25-34. [23] Duarte-Mermoud MA, Aguila-Camacho N, Gallegos JA, Castro-Linares R. Using general quadratic Lyapunov functions to prove Lyapunov uniform stability for fractional order systems. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation. 2015;22:650-9. [24] Li C, Chen A. Numerical methods for fractional partial differential equations. International Journal of Computer Mathematics. 2018;95:1048-99. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 107 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 105 |