Variable Structure PID Control for Multivariable Attitude Stabilization Under Cross Axis Coupling in Helicopter Systems

Tek döngü varsayımları altında sabit kazançlı PID kontrolörleri ayarlandığında, eksenler arası tork eşleşmesi, çok değişkenli döner kanatlı tutum sistemlerinde geçici performansı düşürür. Değişken yapılı PID kontrolü, önceden tanımlanmış kazanç setleri arasında duruma bağlı geçişi sağlar ve kontrolör karmaşıklığını artırmadan geçici davranışı değiştirmek için düşük dereceli bir yaklaşım sunar. Bu çalışma, açık tork etkileşimi ile doğrusallaştırılmış iki girişli iki çıkışlı bir sistem olarak modellenen, eşlenik bir yunuslama-sapma helikopter platformunda sabit kazançlı ve değişken yapılı PID kontrolünü değerlendirmektedir. Anahtarlama mantığı, hatanın işaretine ve türevine bağlı olarak agresif veya sönümleyici kazançlar seçer. Bu makalede, kapalı döngü yanıtları, aynı referans komutları ve aktüatör koşulları altında aşırı salınım, tepe sapması, yerleşme davranışı ve mutlak hatanın integrali kullanılarak değerlendirilmiştir. Anahtarlama konfigürasyonu, eşleşmeden en çok etkilenen eksende geçici amplifikasyonu ve kümülatif izleme sapmasını azaltırken, daha az etkilenen eksende karşılaştırılabilir yakınsama özelliklerini korur. Gözlemlenen eksene bağlı davranış, tesis eşleşme yapısındaki asimetriyle uyumludur. Bu sonuçlar, klasik bir PID çerçevesi içindeki duruma bağlı kazanç modülasyonunun, birleşik tutum dinamiklerinde bozucu etkiyi gidermeyi iyileştirdiğini ve çok değişkenli İHA ve eVTOL stabilizasyon sorunları için pratik bir kontrol stratejisi sağladığını göstermektedir.