مکانیک هوافضا (Apr 2022)
رفع تکینگی در ردیابی اهداف هوایی با استفاده از سکوی سه درجه آزادی
Abstract
ردیابی اهداف هوایی برای برخی از مسیرها توسط سکوهای دو درجه آزادی معمول، مستلزم تولید سرعت و شتاب‌های بسیار بالا است که از آن به‌عنوان تکینگی یاد می‌گردد. برای رفع این مشکل یک سکوی سه درجه آزادی که دارای یک درجه افزونگی است، پیشنهاد می‌شود. ایجاد افزونگی در این سکو، علاوه بر افزایش مانورپذیری و بهبود عملکرد ردیابی، امکان عبور از نقاط تکین معمول در ساختارهای دو درجه آزادی را بدون نیاز به تولید سرعت و شتاب‌های بالا در محورهای حرکتی سکو ممکن می‌کند. چالشی که سکوی سه درجه آزادی پیشنهادی با آن روبرو است، عدم وجود جواب یکتا برای حل مسئله سینماتیک معکوس این سکو است. در این مقاله برای رفع چالش سینماتیک معکوس سکوی سه درجه آزادی دارای افزونگی، دو روش مبتنی بر کمینه‌سازی سرعت و شتاب محورهای حرکتی سکو پیشنهاد و با روش مرسوم شبه معکوس ژاکوبی مقایسه شده‌اند. در روش کمینه‌سازی سرعت، تابع هزینه مناسبی متشکل از خطای ردیابی و سرعت محورها به کار گرفته شده است. در روش کمینه‌سازی شتاب نیز تابع هزینه‌ای متشکل از شتاب و سرعت زاویه‌ای محورها به کار می‌رود. برای مقایسه این سه روش از چهار معیار انتگرال قدر مطلق دامنه، انتگرال مربع دامنه، انتگرال قدر مطلق دامنه با وزن‌دهی زمانی و انتگرال مربع دامنه با وزن‌دهی زمانی استفاده شده است. نتایج شبیه‌سازی، برتری روش کمینه‌سازی شتاب در مقایسه با دو روش دیگر را بر اساس این معیارها نشان می‌دهد.
