کنترل فازی هلیکوپتر آزمایشگاهی به کمک تئوری لیاپانوف نایکنوا

در این پایان نامه به شناسایی و کنترل هلیکوپتر آزمایشگاهی دو روتوره در کانال صعودی بر مبنای مدلسازی فازی تاکاگی-سوگنو و بر اساس تئوری های لیاپانوف عمومی، فازی و نایکنوا می پردازیم. این هلیکوپتر آزمایشگاهی به منظور بررسی روش های مختلف شناسایی و کنترل طراحی و ساخته شده است. در واقع یک سیستم غیرخطی، شدیدا تحت تاثیر نویز و متداخل بوده و در بخشی از فضای کاری خود ناپایدار و در بخشی دیگر از آن پایدار می باشد. بنابراین سیستم مناسبی جهت پیاده سازی و مقایسه عملکرد کنترلگرهای متفاوت می باشد. از طرفی قابلیت سیستم های فازی تاکاگی-سوگنو در مدلسازی دسته وسیعی از سیستم های غیرخطی و همچنین توانایی این سیستم ها در ارائه روش ساختار یافته ای جهت بررسی پایداری سیستم حلقه بسته، باعث شده است که تجزیه و تحلیل این سیستم ها در سال های اخیر مورد توجه بسیاری قرار گیرد. تحلیل های پایداری بر روی این سیستم ها غالبا بر اساس تئوری لیاپانوف صورت می گیرند. از طرفی محافظه کاری بالا در این روش ها به یک مساله چالش برانگیز تبدیل شده است. در همین راستا، اخیرا در یک پژوهش صورت گرفته، تکنیک توابع لیاپانوف نایکنوا که شرط کاهشی بودن یکنواخت تابع لیاپانوف را با شرطی با محافظه کاری پایین تر جایگزین می نماید، برای سیستم های فازی ارائه شده است. در این پروژه برآنیم تا راهکار جدید ارائه شده را به طور عملی بر روی هلی کوپتر مورد آزمایش قرار دهیم. به منظور مقایسه محافظه کاری موجود در راه کار های مورد نظر، بایستی تکنیک های به کار گرفته شده جهت کاهش محافظه کاری در همه روش ها دارای ساختاری یکسان باشند. بنابراین با در نظر گرفتن این نکته و همچنین لحاظ کردن نرخ میرایی به طراحی و فرمول بندی مجدد کنترلگر و رویتگر فازی بر اساس توابع لیاپانوف عمومی، فازی و نایکنوا می پردازیم. در واقع با پیاده سازی این کنترلگرها بر روی سیستم مورد نظر و مقایسه عملکرد آن ها، به بررسی عملی مطالعات انجام شده می پردازیم.