Document
Design and implementation of a trajectory tracking control law for a 3DOF helicopter
Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2007
Language
English
English abstract
This project is an attempt to design and implement a control law for the well known control problem of the Three-Degree-Of-Freedom Helicopter. It was intended to design the simplest possible controller that can drive the helicopter to its desired yaw and pitch trajectories. Three main reasons were behind designing the simplest possible controller. These are: cost savings, the use of the linear model of the system for control and to make the problem more challenging. The 3DOF Helicopter has the same mathematical model as that of the VTOL' aircraft which was used and linearized around equilibrium points. Many controller trials were then applied to the linear model based on state feedback, linear quadratic regulator (LQR) approach and pole placement. The designed controller was then implemented in the helicopter and tuning of the simulation gains was carried out to adjust the gains so that they account for any un-modeled dynamics. Successful implementation was achieved with results and discussions presented throughout the context of the report. The conclusion of the report will make an insight about the system behavior under the implemented controller and the various interpretations of the results.
Member of
Resource URL
Arabic abstract
هذا المشروع هو محاولة بحثية لتطبيق قانون تحكم عام لمسالة التحكم المعروفة على الطائرة ذات الثلاث محاور حركة وثلاث درجات حرية دورانية (3DOF Helicopter) وقد كان مقصد هذا البحث تصميم ابسط متحكم ممكن يستطيع قيادة الطائرة في اتجاه مساريها الراسي والدوراني الطائرة المعروفة بذات، درجات حرية ثلاث (3D0F Helicopter) لها نفس النموذج الرياضي الذي يمثل الإقلاع والنزول العمودي (VTOL) وقد تم استخدام هذا النموذج الرياضي وتبسيطه الى شكله الخطي حول نقاط اتزانه المختلفة ثم تطبيق عدة محاولات تحكمية على الشكل الخطي اعتمادا على التغذية الارجاعية لحالات النظام State) feedback ) والمربع الخطي المنظم (LQR) ونظام تثبيت الأقطاب (Pole Placement) ثم طبقت هذه المحاولات على الطائرة وتمت موازنة الثوابت التمثيلية لضبط هذه الثوابت لتأخذ في الاعتبار اي حركة لم يتم تمثيلها رياضيا ويتضمن البحث في طياته من خلال فصوله الست المختلفه تعريفا بالطائرة وانظمتها الكهربائية والالكترونية وفصلا في التمثيل الرياضي وفصلا في التحكم وفصلا اخر في التطبيق الذي تم تحقيقه بنجاح مع مناقشة النتائج في خلاصة البحث ومايمكن ان يمثل استمرارية لهذا العمل كمشروع مستقبلي.
Category
Theses and Dissertations