مهندسی برق

پایان نامه برق: مدلسازی هایبرید سیستم کنترل ترافیک هوایی

دانشکده تحصیلات تکمیلی
“M.Sc” پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

دانلود پایان نامه

دانلود پایان نامه

مهندسی برق – کنترل
عنوان :
مدل سازی هایبرید سیستم کنترل ترافیک هوایی

متن پایان نامه :

چکیده:
یکی از راه حل های سودمند برای کنترل ترافیک هوایی در آینده، افزایش سطح اتوماسیون می باشد. مدیریت ترافیک هوایی، ATM، در آینده، امکان پرواز آزاد بدون خلبان، که در آن هواپیما مسیر، سرعت و ارتفاع بهینه خود را انتخاب می کند، مهیا می سازد.
در این پروژه از روش هایبرید برای مدل سازی و کنترل پرواز هواپیما از نقطه نظر کنترل کننده ترافیک هوایی، ATC، استفاده می شود. در این مدل دینامیک پیوسته و گسسته سیستم با قوانین کنترلی گسسته در کنار یکدیگر قرار می گیرند تا با داشتن برنامه پرواز مشخص و آگاهی از اطلاعات مربوط به نوع هواپیما، آن را برای رسیدن به مقصد کنترل کنند. مدل حاصل قادر به کنترل پروازهای متعددی می شود که در هرکدام دینامیک هواپیما و مسیر پرواز متفاوت می باشد.
با بهره گرفتن از این مدل و کنترل کننده، پرواز هواپیمای A306 را در مسیرهای متفاوت و مدهای مختلف پرواز شبیه سازی کرده و از روش Fly-Over برای کلیدزنی بین ایستگاه ها استفاده نمودیم. هدف، ردیابی مسیر پرواز با دقت کمتر از یک کیلومتر است که نتایج شبیه سازی نشان می دهد این امر محقق می گردد. عملکرد کنترل کننده نیز مورد بررسی قرار گرفت و از نتایج شبیه سازی به این نتیجه می رسیم که این کنترل کننده قادر است در مقابل ۱۰%+ خطای انداز هگیری جرم هواپیما مقاوم بوده و مسیر را با دقت مطلوب ردیابی کند. از آن جایی که حرکت هواپیما تحت تأثیر عامل باد می باشد، با فرض ثابت بودن سرعت باد، آنرا به صورت اغتشاش شبیه سازی کردیم. نتایج حاکی از آن است که اثر زاویه وزش باد با مسیر حرکت هواپیما نسبت به سرعت باد تأثیر بیشتری در کاهش دقت ردیابی دارد. به منظور بهبود عملکرد کنترل کننده تغییراتی در تنظیم ورودی کنترلی نیروی موتور داده شده است.

فصل اول
مقدمه
۱-۱- روش کنترل ترافیک هوایی سنتی
سالهاست که سیستم مدیریت ترافیک هوایی، با شیوه کنترلی که در حال حاضر در برج مراقبت پرواز اجرا می شود، با قابلیت اعتماد بالا کار می کند؛ اگرچه افزایش سفرهای هوایی به دلیل محدودیت های موجود، تنش و نگرانی مسئولان را بالا برده است. این امر موجب بالا بردن سطح پرواز به اندازه ۲۰۰-۵۰% تا ده سال آینده می شود. افزایش سطح پرواز نیز باعث کاهش امنیت پرواز، کاهش سطح کارایی هواپیما و افزایش قابل ملاحظه حجم کاری اپراتورها خواهد شد. برای مثال این امر موجب افزایش خطای عملکرد کنترل کننده های ترافیک هوایی به اندازه ۳۳% در بازه زمانی ۲۰۰۰ – ۱۹۹۶ شده است.
میزان ترافیک هوایی در پانزده سال آینده، سالیانه ۵ – ۳% افزایش پیدا خواهد کرد. سازمان کنترل ملی فضا، NAC، قادر به کنترل این افزایش ترافیک به دلایل زیر نیست:

99