طراحی خلبان خودکار برای یک پرنده هوا به زمین

جابجایی یک پرنده از نقطه ای به نقطه دیگر به دو مقوله الگوریتم هدایت و حلقه کنترل سامانه پرنده تفکیک می شود. خلبان خودکار، کنترل کننده حلقه کنترل به شمار می آید. معادلات دینامیکی سامانه حلقه باز، در دستگاه سرعتی بیان شده اند تا میزان تداخل کانال ها به حداقل برسد. نیروها و گشتاورهای آیرودینامیک نیز با وجود تمام تداخلات بین کانال ها شناسایی شده اند تا دقت مدلسازی تا حد امکان افزایش یابد. در طراحی خلبان خودکار از روش سیستم های خودنوسان تطبیقی بهره برده شده است. در این روش به کمک یک عنصر غیرخطی (در اینجا رله با هیسترزیس)، یک متغیر حالت سیستم (در اینجا سرعت زاویه ای) وارد یک چرخه حدی با فرکانس نوسانات ثابت می شود. عملکرد رله مانند یک بهره متغیر است، در سیستم های خودنوسان تطبیقی تغییرات بهره رله نسبت به زمان به گونه ای صورت می پذیرد که سامانه حلقه بسته همواره در مرز ناپایداری قرار داشته باشد به همین دلیل بر این روش صفت تطبیقی را نهاده اند. به منظور توصیف رفتار رله از مفهومی به نام تابع توصیف بهره برده شده است. در مرحله اول کنترل کننده ای طراحی شده است که بتواند متغیر حالت را وارد یک چرخه حدی با فرکانس ثابت نماید. سپس با توسعه مفهوم تابع توصیف به تابع توصیف دو وردوی، حلقه خارجی سیستم که خروجی آن شتاب جانبی است تشکیل و در نهایت برای این حلقه نیز یک کنترل کننده تناسبی طراحی شده است تا بتواند رفتار مطلوب را در خروجی سیستم ایجاد نماید.