Regulator rozmyty do stabilizacji lotu platformy UAV

• Autorzy: Dereń M.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2013.37

Warianty tytułu

EN

Fuzzy logic controller for UAV flight stabilization

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Syntezy praw sterowania dla danego obiektu można dokonać, opierając się na znanym modelu matematycznym sterowanego obiektu lub też wiedzy eksperckiej, jak danym obiektem sterować. W pierwszym przypadku najczęściej ma się do czynienie z klasycznymi regulatorami PID, natomiast w drugim możliwe jest zastosowanie regulatorów rozmytych. Jednym z elementów regulatora rozmytego jest baza reguł, budowana najczęściej na podstawie wiedzy eksperta danej dziedziny. Z racji prze-znaczenia projektowanego regulatora do stabilizacji lotu niewielkiej platformy UAV, do zbudowania bazy reguł wykorzystano wiedzę modelarza RC, który słownie opisał sterowanie niewielkiego modelu samolotu. Zaprojektowany regulator został zaimplementowany w mikroprocesorowym układzie autopilota. Ze względu na łatwość implementacji wybrano regulator Takagi-Sugeno. Dzięki fizycznej implementacji sprawdzono jego działanie zarówno podczas symulacji, jak również podczas prób w locie, do których wykorzystano model motoszybowca „Cularis”. Przeprowadzone próby w locie wykazały poprawność działania zaimplementowanego regulatora oraz realizacji stawianych przed nim zadań. W pracy opisano regulator rozmyty przeznaczony do stabilizacji lotu platformy UAV. Przedstawiono reguły dla sterowania kanałem przechylania oraz płaszczyzny sterowania przed i po dostrojeniu regulatora. Proces strojenia regulatora przeprowadzano, zmieniając parametry funkcji przynależności bez modyfikacji bazy reguł. Publikacja wskazuje również możliwy kierunek wprowadzania zmian w zaimplementowanym regulatorze.

EN

The synthesis of control algorithms for a given object can be accomplished in two ways. The first one is based on the mathematical model of the controlled object. The other method uses the expert’s knowledge of how to control the object. The former approach usually means applying classic PID controllers, whilst the latter enables using fuzzy logic controllers. One of the crucial elements of fuzzy logic controller is the knowledge base with rules formulated usually by an expert. Due to the fact that the controller described here is intended to stabilize the flight of a relatively small UAV platform, the knowledge of a RC model expert (who described the process of a model plane controlling) has been used for establishing the knowledge base rules. The controller has been implemented in the microprocessor system of the autopilot. Takagi-Sugeno controller has been chosen in order to provide an easy implementation. The physical implementation enabled checking controller’s work both during a flight simulation and a real flight test. The latter has been carried out using „Cularis” glider. The real flight tests proved the implemented controller was able to work properly and meet all the expectations. The article describes a fuzzy logic controller intended to stabilize the flight of UAV platform. It also contains a description of rules for controlling roll direction and control surface, both before and after controller’s tuning. The controller’s tuning process has been accomplished by the change of membership function parameters, without the modification of the knowledge base. In addition, the article points out the direction of possible future changes in the implemented controller.

Słowa kluczowe

PL

bezzałogowy statek powietrzny; regulator rozmyty; stabilizacja lotu

EN

unmanned aerial vehicle; fuzzy logic controller; flight stabilization

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 85[288], nr 4
• Strony: 413--419
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Dereń M.

• Eurotech Sp z o.o., ul. Wojska Polskiego 3, 39-300 Mielec

Bibliografia

• 1. Bociek S., Gruszecki J.: Układy sterowania automatycznego samolotem. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1999.
• 2. Gruszecki J.: Wybrane metody projektowania algorytmów sterowania obiektami latającymi, [w:] Wybrane zagadnienia sterowania obiektami latającymi, praca zbiorowa pod red. J. Gruszeckiego. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2011.
• 3. Rutkowski L.: Metody i techniki sztucznej inteligencji. PWN, Warszawa 2009.
• 4. Piegat A.: Modelowanie i sterowanie rozmyte. Wydaw. Exit, 2003.
• 5. Kopecki G., Pieniążek J., Tomczyk A.: Koncepcja systemu wspomagania pilota w przestrzeni ograniczeń eksploatacyjnych samolotu lekkiego, [w:] Wybrane zagadnienia sterowania obiektami latającymi, praca zbiorowa pod red. J. Gruszeckiego. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2011.
• 6. www.multiplexusa.com/model-kits/cularis.html.