طراحی الگوریتم سیستم کنترل پرواز مقاوم در مقابل عیب
چکیده
امروزه تقاضا برای ایمنی، کارایی و قابلیت اطمینان در سیستم های دینامیکی ساخته دست بشر رو به افزایش است. این نیاز به خاطر افزایش پیچیدگی و نیز اتوماتیک شدن عملکردها در سیستم ها بیشتر به چشم می خورد. آگاهی زودهنگام از وقوع عیب در یک سیستم باعث جلوگیری از خرابی، از کارافتادگی و صدمه به سیستم و انسان می شود. در این راستا بحرانی بودن ایمنی در هواپیماهای مسافربری قابلیت اطمینان بالایی را طلب می کند به این منظور قوانین و مقررات پروازی حدود قابلیت اعتمادی را برای اجزای هواپیما الزام می کنند. مثلاً احتمال وقوع عیب در سنسورهای یک هوایپیمای حمل و نقل تجاری که منجر به وقوع فاجعه شود باید?10?^(-4)بار در ساعت باشد. سازندگان هوایپما از سخت افزارهای پیشنهادی مانند استفاده از چند سنسور (دوگانه، سه گانه، و چهارگانه)، عملگرها و کامپیوترهای مشابه در پرواز به این قابلیت اعتماد دست یافته اند.اما در هواپیماهای بدون سرنشین با توجه به محدویت های وزنی و فضای اشغالی به منظور کاهش پیچیدگی، وزن، فضای اشغالی و در نتیجه کاهش هزینه های پرواز می توان از روش های عیب یابی تحلیلی به جای بخشی از سخت افزارهای اضافی و همچنین چک های تعمیر و نگهداری استفاده کرد. لذا با توجه به اهمیت تشخیص عیب و چگونگی مقابله با عیب واقع شده به صورت برخط در سامانه های هوافضایی بدون سرنشین، در پایان نامه ارائه شده سعی بر آن است که عملکرد پروازی هواپیما را در صورت حادث شدن عیب در عملگر، که شامل عیب نرم و یا عیب نرم چندگانه می شود،نزدیک به شرایط بهینه حفظ نمود. روش مورد بررسی و ارائه شده تخصیص کنترلاست که روش کنترلی تحمل عیب است و هدف آن کنترل و حفظ پایداری هواپیمایی است که دچار خرابی عملگر شده است. تخصیص کنترل در واقع ایجاد نیروها و ممان های مطلوب با استفاده از مجموعه ای از عملگرها است؛ به عبارت دیگر پرنده ای که باید کنترل شود، تعداد عملگرهای باالقوه بیشتری نسبت به اهداف کنترلی تعیین شده دارد و عملگرهای در دسترس باید به گونه ای به منظور برآورده کردن اهداف کنترلی به کار گرفته شوند. در روش ارائه شده در صورت بروز عیب، خروجی قانون کنترلی که مجموعه ای از ممان های مطلوب می باشد به بلوک تخصیص کنترل ارسال می شود تا با انتخاب مکان ها و موقعیت های مناسب برای عملگرها به منظور تولید این ممان ها در راستای حفظ پایداری پرنده گام بردارد. در روش مذکور نیازی به بررسی تمامی سناریوهای عیب و خرابی که انتظار می رود اتفاق بیفتد نیست و کنترل داخلی قادر است هر گونه عیب را در صورتیکه دینامیک پرنده نیز قادر باشد، جبران نماید.