شبیه سازی کنترل فیدبک خروجی فازی تطبیقی مشارکتی کوادکوپتر مبتنی بر میدان پتانسیل مصنوعی و در حضور موانع با متلب

توضیحات

در این پروژه، یک کنترلر فازی تطبیقی با فیدبک خروجی برای چهار کوادکوپتر طراحی و پیاده‌سازی شده است تا پرواز هماهنگ آن‌ها را ممکن سازد. پرواز هماهنگ کوادکوپترها می‌تواند در کاربردهایی نظیر جابجایی بار در مناطق سخت‌گذر یا غیرقابل دسترس بسیار مفید باشد. در چنین محیط‌هایی، وجود موانع ثابت یا متحرک اجتناب‌ناپذیر است و طراحی یک سیستم کنترلی جهت جلوگیری از برخورد با این موانع ضروری خواهد بود.

کنترلر استفاده‌شده در این پروژه، توانایی کنترل انواع سیستم‌های غیرخطی را در حالت غیرافاین (Non-affine) دارا بوده و از یک مشاهده‌گر حالت فازی تطبیقی برای تخمین متغیرهای حالت غیرقابل اندازه‌گیری بهره می‌برد. همچنین، ساختار کنترلی شامل عملکرد از پیش تعیین‌شده (Prescribed Performance) است که باعث می‌شود خطای تعقیب در محدوده مطلوب باقی بماند.

در این پروژه، یکی از کوادکوپترها به‌عنوان رهبر (Leader) مسیر مرجع را تعقیب کرده و سه کوادکوپتر دیگر به‌عنوان دنبال‌کننده (Follower) مسیر خود را بر اساس آن تنظیم می‌کنند. مسیر‌یابی پرنده‌های دنبال‌کننده و نیز اجتناب از برخورد با موانع — اعم از موانع ثابت، متحرک یا سایر کوادکوپترها — با استفاده از روش میدان پتانسیل مصنوعی انجام شده است.

این پروژه به‌طور کامل در محیط متلب (MATLAB) پیاده‌سازی شده و همراه با گزارش کامل در قالب فایل Word ارائه می‌گردد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند که روش پیشنهادی به‌خوبی توانسته پرواز مشارکتی ایمن و هماهنگ را برای پرنده‌ها فراهم کند و از برخورد آن‌ها با موانع جلوگیری نماید.