استجابة أنظمة التحكم الهجينة للطائرات بدون طيار تحت تأثير الحمولات المتغيرة والمعلقة لمسافات طويلة: دراسة نظرية ومحاكاة

الملخص

تتناول هذه الورقة البحثية تحديات الاستقرار والتحكم في الطائرات بدون طيار (UAVs) التي تقوم بنقل حمولات معلقة بسلك طويل تحت تأثير تغير الكتلة المستمر أثناء المهام طويلة المدى، حيث يكمن التحدي الرئيسي في التداخل الديناميكي المعقد الناتج عن "تأثير البندول" وظاهرة "الشد والارتخاء" (Slack/Taut) في الكابل، بالإضافة إلى عدم اليقين البارامتري الناتج عن نقص الكتلة تدريجياً.

تهدف الدراسة إلى تطوير نظام تحكم هجين مبتكر يدمج بين التحكم التناسبي المتكامل التفاضلي (PID)، والشبكات العصبية الاصطناعية  (ANN) لتقدير الاضطرابات، والخوارزميات الجينية (GA) لتحسين معاملات التحكم لحظياً.

أظهرت نتائج المحاكاة في بيئة MATLAB/Simulink لمهمة طيران بطول 10 كم تفوق النظام الهجين المقترح في تقليل زاوية تأرجح الحمولة بنسبة 40%، وخفض استهلاك الطاقة بنسبة 15%، مع الحفاظ على دقة تتبع مسار عالية مقارنة بالمتحكمات التقليدية، وبذلك يمكن أن تساهم هذه النتائج في تعزيز كفاءة وسلامة العمليات اللوجستية الجوية والزراعية.