Thiết kế bộ điều khiển trượt cho UAV kiểu Quadrotor

Bài viết trình bày kết quả tổng hợp mô hình của UAV Quadrotor, có tính đến các ràng buộc phi tuyến hình học, cũng như các hiện tượng vật lý ảnh hưởng đến động học của thiết bị bay. Từ đó sử dụng bộ điều khiển trượt để đảm bảo tính ổn định, bền vững với nhiễu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế bộ điều khiển trượt cho UAV kiểu QuadrotorP-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 https://jst-haui.vn SCIENCE - TECHNOLOGYTHIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TRƯỢTCHO UAV KIỂU QUADROTORDESIGN OF SLIDING MODE CONTROLLER FOR UAV STYLE QUADROTOR Nguyễn Ngọc Tuấn1, Trần Xuân Tình2,*, Trần Hồng Phú2, Nguyễn Văn Dương2DOI: http://doi.org/10.57001/huih5804.2024.261 quả cao hơn, vừa giảm thiểu thương vong cho người điềuTÓM TẮT khiển. Thực tiễn các cuộc xung đột quân sự gần đây đang Bài báo trình bày kết quả tổng hợp mô hình của UAV Quadrotor, có tính chứng tỏ sẽ có một cuộc cách mạng về nghệ thuật tácđến các ràng buộc phi tuyến hình học, cũng như các hiện tượng vật lý ảnh chiến của loại phương tiện bay này và kéo theo đó làhưởng đến động học của thiết bị bay. Từ đó sử dụng bộ điều khiển trượt để những tác động rất lớn tới chiến lược quân sự của nhiềuđảm bảo tính ổn định, bền vững với nhiễu. Kết quả của bài báo được đánh giá quốc gia trong tương lai gần. Việc điều khiển UAVthông qua mô phỏng trên phần mềm Matlab-Simulink cho thấy bộ điều khiển Quadrotor phải tính đến các ảnh hưởng của trọng lực vàđã đạt được các yêu cầu chất lượng bay. lực khí động học [1]. Đã có nhiều phương pháp điều khiển Từ khóa: Thiết bị bay; điều khiển trượt; phi tuyến; bất định. khác nhau được công bố như: luật điều khiển dựa trên việc lựa chọn một hàm Lyapunov đảm bảo ổn định cácABSTRACT quỹ đạo mong muốn dọc theo trục (X, Z) và góc nghiêng The article presents the results of synthesizing the model of the Quadrotor, [2], phát triển một bộ điều khiển PID để ổn định độ caotaking into account geometric nonlinear constraints, as well as physical [3], bộ điều khiển trượt và trượt bậc cao kết hợp bộ quanphenomena affecting the kinematics of the flying device. From there, use the sát [4] và [5] để ước lượng biến trạng thái chưa đo đượcsliding mode controller to ensure stability and sustainability against noise. The và các tác động của nhiễu loạn bên ngoài như gió và tiếngresults of the article are evaluated through simulation on Matlab-Simulink ồn. Trong bài báo này, đã mô hình hóa UAV Quadrotor cósoftware, showing that the controller has achieved flight quality requirements. tính đến các thông số ảnh hưởng đến động lực học của Keywords: Unmanned Aerial Vehicle; sliding mode control; nonlinear; thiết bị bay như ma sát do mô men khí động, lực cản dọcuncertain. theo trục (X, Y, Z) và các hiệu ứng con quay hồi chuyển, các ràng buộc phi tuyến bậc cao từ đó tổng hợp bộ điều1 Học viện Kỹ thuật Quân sự khiển trượt ổn định quỹ đạo bay.2 Học viện Phòng không - Không quân 2. MÔ HÌNH TOÁN* Email: tinhpk79@gmail.com Quadrotor có bốn cánh quạt xếp chéo, hai cặp cánhNgày nhận bài: 05/7/2024 quạt (1, 3) và (2, 4) như mô tả trong hình 2, quay theoNgày nhận bài sửa sau phản biện: 10/8/2024 hướng ngược nhau. Bằng cách thay đổi tốc độ cánhNgày chấp nhận đăng: 27/8/2024 quạt, có thể thay đổi lực nâng và tạo ra chuyển động. Do đó, việc tăng hoặc giảm tốc độ của bốn cánh quạt cùng1. ĐẶT VẤN ĐỀ nhau tạo ra chuyển động thẳng đứng. Ngược lại, việc Dưới tác động của cuộc cách mạng khoa học và công thay đổi tốc độ của cánh quạt thứ 2 và thứ 4 tạo ranghệ, đặc biệt là cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư, chuyển động quay tròn kết hợp với chuyển động ngang.máy bay không người lái (UAV) ngày càng được cải tiến, Điều chỉnh tốc độ của cánh quạt thứ 1 và thứ 3 chocho phép vừa tiến hành các hoạt động quân sự với hiệu chuyển động ngược lại.Vol ...