วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2556

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาเกี่ยวกับการออกแบบระบบควบคุมเสถียรภาพทางการบินของอากาศยานสี่ใบพัด รูปแบบจำลองพลศาสตร์ของอากาศยานสี่ใบพัดนั้นเป็นชุดของสมการไม่เชิงเส้น และไม่สามารถหารูปแบบจำลองพลศาสตร์ได้อย่างแม่นยำ จึงทำการประมาณรูปแบบจำลองพลศาสตร์ให้อยู่ในรูปเชิงเส้นด้วยข้อมูลจากการทดลอง ในการปฏิบัติงานจริงมีสิ่งรบกวนระบบและสภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงเน้นไปที่การออกแบบระบบควบคุมสำหรับอากาศยานสี่ใบพัดเพื่อจัดการกับผลกระทบดังกล่าว พิจารณาระบบควบคุมแบบเชิงเส้นและระบบควบคุมแบบไม่เชิงเส้นมาทดลองใช้เพื่อประสิทธิภาพในการควบคุมที่ดียิ่งขึ้น ระบบควบคุมแบบเชิงเส้นนั้นได้นำระบบควบคุมแบบปิดหลายอินพุตหลายเอาต์พุต มาใช้ในการรักษาเสถียรภาพทางการบิน เนื่องจากจุดมุ่งหมายในงานวิจัยนี้ศึกษาการรักษาเสถียรภาพทางการบินบริเวณจุดดุลยภาพ ชุดตัวแปรไม่เชิงเส้นจึงมีผลกระทบต่อระบบควบคุมน้อยมากแสดงดังข้อมูลการทดลอง ดังนั้นระบบควบคุมแบบพลศาสตร์ผกผันและระบบควบคุมแบบปิดหลายอินพุตหลายเอาต์พุต จึงจัดเป็นระบบควบคุมที่คล้ายคลึงกัน ในการออกแบบระบบควบคุมได้นำรูปแบบจำลองพลศาสตร์ ที่มีสัญญาณอินพุตจากแรงบิดทั้ง 3 แกนและสัญญาณอินพุตจากความเร็วในการหมุนของชุดโรเตอร์มาใช้ในการออกแบบ ในส่วนของระบบควบคุมแบบไม่เชิงเส้นได้นำระบบควบคุมแบบพลศาสตร์ผกผันและระบบควบคุมแบบพลศาสตร์ผกผันที่มีความคงทนด้วยการใช้ระบบควบคุมแบบสไลด์ดิงมาใช้ในการควบคุม เพื่อพัฒนาความคงทนของระบบควบคุมเฉพาะการควบคุมเสถียรภาพทางการบินขณะบินรักษาระดับ ทำการทดลองระบบควบคุมและศึกษาประสิทธิภาพในการควบคุมทั้งหมดโดยการจำลองระบบด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ และดำเนินการทดลองระบบควบคุมที่ได้ศึกษากับระบบอากาศยานสี่ใบพัดจริง โดยอากาศยานสี่ใบพัดที่นำมาทดลองได้พัฒนาขึ้นเองโดยใช้ระบบประมวลผลขนาดเล็ก 8 บิต ผลจากการทดลองพบว่าระบบควบคุมพลศาสตร์ผกผันที่มีความคงทนด้วยการใช้ระบบควบคุมแบบสไลด์ดิงมีประสิทธิภาพในการควบคุมมากกว่าระบบควบคุมแบบปิดหลายอินพุตหลายเอาต์พุต และระบบควบคุมแบบปิดหลายอินพุตหลายเอาต์พุตมีประสิทธิภาพที่ดีกว่าระบบควบคุมทั่วไปแบบพีไอดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีสิ่งรบกวนภายนอกมากระทำกับระบบในขณะปฏิบัติงานจริงด้วยการใช้ระบบควบคุมการบินที่มีราคาถูก ผู้วิจัยหวังเป็นอย่างยิ่งว่าการใช้ระบบควบคุมการบินที่มีประสิทธิภาพที่สูงขึ้น จะส่งผลให้ประสิทธิภาพในการควบคุมการบินดีขึ้น