عنوان پایان‌نامه
طراحی مدهای افزاینده پایداری و حفظ وضعیت سامانه کنترل پرواز خودکار بالگرد
- رشته تحصیلی
- مهندسی هوا فضا - دینامیک پرواز و کنترل
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 68333;کتابخانه دانشکده علوم و فنون نوین شماره ثبت: 208
- تاریخ دفاع
- ۱۱ اسفند ۱۳۹۳
- دانشجو
- محمدعلی سوادی مفرد
- استاد راهنما
- محمدحسین صبور, امیر رضا کوثری
- چکیده
- امروزه قابلیت های منحصر به فرد بالگرد، آن را تبدیل به وسیله ای بسیار کارآمد ساخته بطوریکه ماموریتهای متنوعی را می‌توان به‌کمک آن در دریا و خشکی به انجام رساند. با وجود دینامیک به شدت درگیر و غیرخطی بالگرد، پایداری، کنترل و هدایت آن همواره مسئله ای پیچیده برای مهندسان و محققان بوده است، که سامانه های کنترل پرواز خودکار، با هدف مرتفع ساختن این نیاز طراحی و توسعه یافته اند. هدف از این پایان‌نامه، ارائه روند طراحی مُدهای افزاینده کنترل-پایداری و حفظ وضعیت سامانه کنترل پرواز خودکار بالگرد، بعنوان مُدهای پایه این سامانه و پیاده سازی آن بر روی بالگرد بی اٌ 105 می‌باشد. در این راستا، ابتدا مدل ریاضی این بالگرد، مشتمل بر معادلات نیرویی-گشتاوری و حرکت بالگرد، آنالیز تریم واستخراج نقاط کاری سیستم، خطی سازی و استخراج مدل خطی وسیله و نهایتا شبیه سازی رفتار دینامیک غیرخطی آن، صورت می‌گیرد. سپس در گام اول، با تقریب مدل ریاضی اجزاء و المان های مورد استفاده در سامانه، پارامترهای کنترلرهای سامانه افزاینده کنترل-پایداری، طراحی و تعیین می‌گردد و نهایتا در گام دوم، روند مذکور در مورد مُد حفظ وضعیت این سامانه انجام می‌گردد. طراحی کنترلرهای مُد حفظ وضعیت سامانه مبتنی بر تئوری کنترلرهای پی آی دی غیر خطی استوار بود که با تلفیق خصوصیات ساختاری دو کلاس موجود از این کنترلرها و ارائه کلاسی متمایز نسبت به کنترلرهای پی.آی.دی متداول، نه تنها رفتار پله سیستم بهبود یافت بلکه خطای تعقیب سیستم نیز به میزان قابل توجهی (حدود 20% بسته به شرایط مختلف) کاهش یافت. کلمات کلیدی: سامانه کنترل پرواز خودکار بالگرد ، مدل ریاضی بالگرد ، مُد افزاینده کنترل-پایداری ، مُد حفظ وضعیت ، پی آی دی غیرخطی .
- Abstract
- Unique capabilities of the helicopters, it has become a highly efficient tool built for different missions to be accomplished by the sea and land. Despite heavily involved and nonlinear dynamics of the helicopter, stability, control and guidance to engineers and researchers that have always been a complex subject and the automatic flight control system(AFCS), designed and developed with the aim to meet this need. The purpose of this research is, providing design process of stability & control augmentations mode (SCAS) and attitude hold mode (ATT) as two basic modes of a helicopter AFCS for Bo-105 Helicopter. In this regard, at first the mathematical model of the helicopter, including force, torque & equations of motion developed, Trim analysis and design point of system(work state of system) extracted, and finally the simulation of linear and nonlinear model of system nonlinear dynamic behavior that occurs. Then In the first step, with the approximate mathematical model of components and elements used in the AFCS, the controller parameters of stability & control augmentation system to compliance the handling quality requirements determined. finally at the second step, the attitude hold system controller, have been developed and designed. The design of attitude hold mode controller, is done based on theory of non linear P.I.D controllers that with combining of characteristics of two common class of these controllers, the new type of non linear PID controller improved aproximately 20% the regulation & tracking characteristics of system. Keywords: Helicopter AFCS, Helicopter Mathematical model, SCAS mode, ATT mode, Nonlinear PID.
