طراحی و شبیه سازی هدایت برای یک پرنده خاص در کانال ارتفاع

در این پایان نامه پس از تشریحِ فیزیکِ پرنده، و معرفی دستگاه های بدنه، ناوبری، اینرسی و سرعتی، دستگاه بدنه ی پرنده را برای نوشتن معادلات گشتاور و دستگاه سرعتی را برای نوشتن معادلات نیرویی انتخاب کرده و معادلات حرکت پرنده را در این دستگاه ها نوشته ایم. پس از آن و با بدست آوردن تابعیت ضرائب نیرویی و گشتاوری از زاویه ی حمله، زاویه ی سرش جانبی، انحراف بالک ها، ماخ پرنده و مرکز جرم، ضرائب نیرویی و گشتاوری را در معادلات کلی بدست آمده جایگذاری کرده و معادلات پرنده با جزییات کامل را بدست آورده ایم. توابع تبدیل مربوط به هر تریم را بدست آورده و تحلیل چگونگی تغییر قطب ها با توجه به فیزیک پرنده مورد تحلیل قرار گرفته است. برای کنترل پرنده در ابتدا برای یک تریم خاص کنترل کننده ای طراحی کرده و سپس روش طراحی را به تمام تریم ها تعمیم داده ایم. در طراحی هدایت، ابتدا با تشریح مسئله و با توجه به اینکه هدف در طراحی قانون هدایت رسیدن از یک ارتفاع اولیه به ارتفاع ثانویه ای است معادلات سینماتیک حرکت را نوشته و خطای هدایتی را که با صفر شدن آن الگوریتم هدایت می تواند اطمینان دهد به هدف مورد نظر رسیده ایم، اختلاف ارتفاع مطلوب و ارتفاع فعلی پرنده در نظر می گیریم. همچنین فرض می کنیم که هم ارتفاع پرنده و هم ارتفاع عوارض زمینی از سطح دریا اندازه گرفته شوند. جهت طراحی الگوریتم هدایت، حلقه ی هدایت که شامل بخش مهار هدایت نیز می گردد، با قرار دادن دینامیک بخش مهار هدایت، و با توجه به معادلات سینماتیکی بدست آمده تشکیل می دهیم. توجه داریم که در طراحی قانون هدایت علاوه بر سیگنال کنترل بخش مهار هدایت و محدودیت شتاب نرمال پرنده، باید سرعت پاسخ سیستم به گونه ای باشد که دینامیک بخش مهار هدایت آن را متاثر نکند.