UAV control based on dual LQR and fuzzy-PID controller

يقدم هذا البحث تصميم جهاز تحكم طولي لمركبة جوية بدون طيار مستقلة (UAV). اقترح هذا البحث التحكم في الحلقة المزدوجة (الحلقة الداخلية و الخارجية) بناءً على الخوارزمية الذكية. وحدة التحكم في حلقة التغذية الراجعة الداخلية عبارة عن منظم خطي تربيعي (LQR) لتوفير استقرار قوي (تكيفي). في المقابل، تعتمد وحدة ا...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Ai-Khawarizmi engineering journal Vol. 16; no. 3; pp. 43 - 53
Main Authors:	al-Isawi, Malik Muhammad Ali, Atiyyah, Adnan Jabbar, Adoghe, Julius O.
Format:	Journal Article
Language:	English
Published:	Baghdad, Iraq University of Baghdad, al-Khwarizmi College of Engineering 01-09-2020 Al-Khwarizmi College of Engineering – University of Baghdad
Subjects:	الطائرات بدون طيار النماذج الرياضية مرشح كالمان
Online Access:	Get full text
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!

Description
Summary:	يقدم هذا البحث تصميم جهاز تحكم طولي لمركبة جوية بدون طيار مستقلة (UAV). اقترح هذا البحث التحكم في الحلقة المزدوجة (الحلقة الداخلية و الخارجية) بناءً على الخوارزمية الذكية. وحدة التحكم في حلقة التغذية الراجعة الداخلية عبارة عن منظم خطي تربيعي (LQR) لتوفير استقرار قوي (تكيفي). في المقابل، تعتمد وحدة التحكم في الحلقة الخارجية على خوارزمية Fuzzy-PID (التناسبية و التكاملية و المشتقة) لتوفير تتبع إشارة مرجعية. وحدة التحكم المزدوجة المقترحة هي التحكم في موضع (الارتفاع) و السرعة (السرعة الجوية) للطائرة. يتم استخدام مرشح كالمان (AUKF) لتتبع الإشارة المرجعية و يتم تقليل الضوضاء. تم تقديم النموذج الرياضي للطائرة (سيسنا 172). تم التحقق من استقرار و متانة النظام في تجربة محاكاة. This paper presents the design of a longitudinal controller for an autonomous unmanned aerial vehicle (UAV). This paper proposed the dual loop (inner-outer loop) control based on the intelligent algorithm. The inner feedback loop controller is a Linear Quadratic Regulator (LQR) to provide robust (adaptive) stability. In contrast, the outer loop controller is based on Fuzzy-PID (Proportional, Integral, and Derivative) algorithm to provide reference signal tracking. The proposed dual controller is to control the position (altitude) and velocity (airspeed) of an aircraft. An adaptive Unscented Kalman Filter (AUKF) is employed to track the reference signal and is decreased the Gaussian noise. The mathematical model of aircraft has been (Cessna 172) presented. The stability and robustness of the system have been verified in a simulation experiment.
ISSN:	1818-1171 2312-0789
DOI:	10.22153/kej.2020.08.001