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सूक्ष्म वायवी यानों के लिए स्लाइडिंग मोड नियंत्रण तकनीक
पिछले कुछ दशकों में स्लाइडिंग मोड नियंत्रण (एसएमसी) में उन्नति ने शोधकर्ताओं को रोबोटिक्स नियंत्रण, इलेक्ट्रोमेकैनिकल सिस्टम कंट्रोल, परमाणु रिएक्टर, मिसाइल नियंत्रण और वायुयानों के नियंत्रण जैसे कई रोचक प्रायोगिक नियंत्रण समस्याओं को हल करने में मदद की है। इस तकनीक को प्रयोग करने की प्रेरणा सूक्ष्म वायवी यानों की नियंत्रण समस्याओं और चुनौतियों को हल करने वाली विधियों का पता लगाना है। सूक्ष्म वायवी यान स्वायत्त और दूरस्थ रूप से मानव रहित वाहनों को नियंत्रित करते हैं और नागरिक और सैन्य दोनों अनुप्रयोगों में पिछले दशक के दौरान उच्च स्तर की लोकप्रियता प्राप्त कर चुके हैं। हमने अपनी गतिशीलता में निहित अनिश्चितताओं और अनौपचारिक अरैखिकता को दूर करने के लिए स्लाइडिंग मोड नियंत्रण के ढांचे में एक सूक्ष्म वायवी यानों के नियंत्रण अभिकल्प के दृष्टिकोण से संपूर्ण समाधान प्रदान किया है।
एमएवी फ्लाइट कंट्रोल अभिकल्पों की चुनौतियों का सामना करने के लिए, पैरामैट्रिक अनिश्चितताओं और बाह्य समस्याओं से निपटने के लिए अद्वितीय गुणों के साथ स्लाइडिंग मोड नियंत्रण (एसएमसी) जैसी मजबूत नियंत्रण तकनीकों का प्रयोग आवश्यक है। उद्योग में अधिकांश प्रायोगिक अनुप्रयोग प्रारूपिक नियंत्रण योजनाओं पर आधारित हैं, हालांकि अरैखिक नियंत्रण सिद्धांतों के अनुसंधान के साथ एमएवी के नियंत्रण के लिए उन्नत मजबूत नियंत्रण तकनीक के कुछ सीमित अनुप्रयोगों की व्याख्या हुई है। स्लाइडिंग मोड परिवर्तनीय संरचना नियंत्रण की अवधारणा से उत्पन्न होता है, सैद्धांतिक रूप से इसका विकास किया गया है और कई औद्योगिक अनुप्रयोगों में प्रयोग किया जा रहा है। इसमें पैरामीटर अनिश्चितताओं, बाह्य समस्याओं और अभिकल्प प्रक्रिया में सरलता जैसे कई रोचक गुण हैं। एसएमसी सिद्धांतों में प्रगति और कई व्यावहारिक समस्याओं को हल करने में मुद्रित रचना इस तकनीक को उपयोग करने के पीछे मुख्य प्रेरणा है।
सुविधाएं जहां इन तकनीकों का प्रयोग किया जाता है: हार्डवेयर-इन-दि-लूप अनुकरण सुविधा।
इस तकनीक के प्रमुख उपलब्धियॉं/परिणाम:
- प्रवर्तक आरैखिक और पैरामेट्रिक अनिश्चितताओं की उपस्थिति में आरैखिक 6 DoF वायुयान मॉडल के लिए मजबूत स्थाईकरण नियंत्रण कानूनों को अभिकल्प करने की समस्या पर ध्यान दिया गया है। डेड जोन और बैकलाश जैसे प्रवर्तन आरैखिकता को दूर करने के लिए विधि आधारित 1-स्लाइडिंग नियंत्रण अभिकल्प बनाया गया। नियंत्रक को प्रवर्तन आरैखिकता की उपस्थिति से मॉडल विविधताओं में भी मजबूत निष्पादन सुनिश्चित करने के लिए अभिकल्प किया गया है। नियंत्रक के निष्पादन को सुनिश्चित करने के लिए व्यापक अनुकरण परिणाम प्रस्तुत किए गए हैं।
- मुद्रित रचना से कई शोधकर्ताओं द्वारा निपटाए गए सूपर ट्विस्टिंग नियंत्रण की अवधारणा को एमएवी के लिए आउटपुट फीडबैक आधारित ऑटोपायलेट ट्रैकिंग नियंत्रण विधि के अभिकल्प और विकास का पता लगाया है और लागू किया गया है। यह सुनिश्चित करते हुए कि मॉडल की शून्य गतिशीलता स्थिर है, पिच और बैंक कोण ट्रैकिंग नियंत्रक एमएवी को स्वायत्त नेविगेशन करने में सक्षम बनाने के लिए अभिकल्प किए गए हैं। । लाइपुनोव विश्लेषण के आधार पर एक नया स्थिररोधक स्लाइडिंग मोड तकनीक के ढांचे में प्रदान किया जाता है ताकि यह दिखाया जा सके कि अनुदैर्ध्य संयंत्र मॉडल की शून्य गतिशीलता पिच कोण ट्रैकिंग के दौरान स्थिर है। प्रारूपिक पीआईडी के प्रति एसएमसी निष्पादन का व्यापक तुलनात्मक अध्ययन भी किया गया है।
- नॉन-मिनिमम फेस (एनएमपी) एमआईएमओ एमएवी मॉडल के लिए ऑटोपालट नियंत्रण विधि का अभिकल्प किया गया है। स्थिर शून्य गतिशीलता वाले एमएवी के लिए आउटपुट ट्रैकिंग नियंत्रण विधि और अस्थिर शून्य गतिशीलता वाले एनएमपी सिस्टम के लिए गतिशील स्लाइडिंग सतह आधारित आउटपुट ट्रैकिंग नियंत्रक मेरे पीएचडी थीसिस में दो अलग-अलग नियंत्रक हैं। मिनिमम फेस और नॉन-मिनिमम फेस संयंत्र दोनों के लिए अलग-अलग संदर्भ प्रक्षेपण ट्रैकिंग नियंत्रण समस्या हल हो गई है। नियंत्रण एल्गोरिथम दोनों ऑटोपायलेट हार्डवेयर में लागू किए जाते हैं और व्यापक हार्डवेयर इन-लूप अनुकरण (एचआईएलएस) किए जाते हैं। प्रस्तावित नियंत्रण एलगोरिथम PX4 आधारित पिक्सहॉक ऑटोपायलट हार्डवेयर पर लागू किए गए हैं और नियंत्रण एलगोरिथम के निष्पादन का सत्यापन ऑटोपायलट हार्डवेयर और वास्तविक सर्वो प्रवर्तक इन-लूप के साथ किया गया है।
- पत्रिकाओं और सम्मेलनों में प्रकाशित इन विषयों पर व्यापक अभिकल्प विश्लेषण और अनुकरण अध्ययन निश्चित रूप से शोधकर्ताओं में ऑटोपायलट हार्डवेयर मॉड्यूल पर फिक्सड विंग एमएवी के लिए स्लाइडिंग मोड तकनीक को लागू करने और वास्तविक समय लडाकू परीक्षण हेतु प्रोत्साहित करेगा।
