تنظیم بهینه کنترل کننده PID بر روی سیستم چند متغیره خلبان خودکار طولی هواپیما براساس الگوریتم اجتماع ذرات (PSO)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد/دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد

2 استادیار/دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد

چکیده

در این مقاله طراحی کنترل کننده بهینه حول محور طولی در یکی از شرایط پروازی سیستم چندمتغیره هواپیما برای کنترل مجزای زاویه حمله از زاویه وضعیت پیچش (که در مدهای اعمال نیروی مستقیم حول محورطولی مورد استفاده می‌گیرد) با استفاده از الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات (PSO) ارائه می‌شود. همان طور که می‌دانیم طراحی کنترل کننده حول محور طولی و حول محور سمتی- جانبی منجر به طراحی سیستم خلبان خودکار در هواپیما خواهد شد. سیستم خلبان خودکار در اکثر سازه‌های هوایی امروزی به یک جزء اساسی و جدایی‌ناپذیر تبدیل شده است. به نحوی که کمترهواپیمای نظامی و یا غیرنظامی را می توان یافت که از این سامانه بی‌بهره مانده باشد. از طرف دیگر به دلیل مشکلاتی نظیر معادلات حرکتی غیرخطی و پیچیده حاکم بر رفتار دینامیکی این گونه سازه‌ها، طراحی سیستم خلبان خودکار به راحتی امکان‌پذیر نمی‌باشد. ارائه این روش می‌تواند پیچیدگی‌های طراحی سیستم خلبان خودکار را کاهش دهد. این روش بر روی هواپیمای جنگنده HIMAT شبیه سازی شده است و نتایج بیانگر کارایی آن می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimal PID Controller Tuning for Multivariable Aircraft Longitudinal Autopilot Based on Particle Swarm Optimization Algorithm

نویسندگان [English]

  • Mostafa Lotfi Forushani 1
  • Bahram Karimi 2
  • Ghazanfar Shahgholian 2
1 MSc/Najafabad Branch, Islamic Azad University
2 Assistant Professor/Najafabad Branch, Islamic Azad University
چکیده [English]

This paper presents an optimized controller around the longitudinal axis of multivariable system in one of the aircraft flight conditions. The controller is introduced in order to control the angle of attack from the pitch attitude angle independently (that is required for designing a set of direct force-modes for the longitudinal axis) based on particle swarm optimization (PSO) algorithm. The autopilot system for military or civil aircraft is an essential component and in this paper, the autopilot system via 6 degree of freedom model for the control and guidance of aircraft in which the autopilot design will perform based on defining the longitudinal and the lateral-directional axes are supposed. The effectiveness of the proposed controller is illustrated by considering HIMAT aircraft. The simulation results verify merits of the proposed controller.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Swarm Intelligence
  • particle swarm optimization algorithms
  • PID controllers
  • MIMO systems
  • longitudinal autopilot
  • aircraft equation of motion