این پروژه با استفاده از نرم افزار MATLAB ( متلب ) انجام شده است. در حوزه صنايع هوافضايي مدرن، ابتکار جدیدی در پرواز وسایل هوایی میکرو ایجاد شده است که الهام گرفته از طبیعت است. این سیستم‎های با قابیت مانور بالا قادر به پرواز ایستا برای عمل در یک محیط محدود و ایده‎آل هستند. ماموریت شناسایی نیاز به سطح بالایی از خودمختاری با توجه به پویایی سریع سامانه و محدودیت در ارتباطات در مناطق عملیاتی خاص (مانند پستی و بلندی‎ها، صخره‎ها و ساختمان‎ها) را می‎طلبد. توسعه یک مدل فضای حالت از دینامیک سیستم حول شرایط پرواز تعادلی، فرآیند طراحی کنترلر را برای افق‎های آینده این حوزه تسهیل می‫نماید. هواپیماهای تک بال، مزیت سرعت، سادگی و دینامیک شناخته شده را به خود اختصاص می‎دهند. با این حال، محدودیت‎های اعمال شده توسط پرواز رو به جلو، قابلیت سامانه در محیط‎های همراه با اغتشاش را محدود می‎کند. این پرنده‫های کوچک بسیار حساس به تند‎باد‎ها هستند که این به علت پایین بودن اینرسی وسیله است. این پیچیدگی می‎تواند با شناسایی یک مدل خطی توصیف کننده پاسخ سیستم به نیروی کنترلی و يک کنترلر حلقه بسته، کاهش پیدا ‎کند. بدست آوردن پاسخ حلقه بسته در اين تحقيق از روش حلقه بسته LQR  مورد استفاده قرار گرفته است که در فصول آينده مورد بررسی قرار مي‏گيرد. شايان ذکر است روش LQR یکی از روش‌های حلقه بسته کردن در سيستم‫های خطی است. از آنجايي که ديناميک مسئله سامانه منوکوپتر يا تک بال خطی‌سازی شده است از روش LQR  استفاده شده است.

 لذا يکی از اهداف این تحقیق، توصیف دینامیک پرواز و کنترل میکرو تک‎بال دوار بر اساس یکی از محصولات جالب طبیعت یعنی دانه درخت افرا یا سامارا است. در اين تحقيق بر اساس روش کنترل LQR برای سامانه فوق طراحی کنترلر صورت گرفته است. بر اساس مدلسازی شرح داده شده و همچنین سیستم خطی زمان-ثابت در فضای حالت چگونگی طراحی کنترلر LQR با داشتن ماتریس A و B سیستم به طراحی کنترلر پرداخته شده است. انتخاب این معیار بهینگی بر این اساس است که متغیرهای حالت را به سمت صفر میل دهد و همچنین تلاش کنترلی را کاهش دهد.

بر اساس روش بیان شده، بهینه ساز GAPSO به عنوان ابزار بهینه‫ساز جهت طراحی کنترلر بهينه اين سامانه مورد استفاده قرار گرفته است. اما سوال در اینجاست که ماتريس‫های Q و R که ماتریس‫های مثبت نیمه معین و مثبت معین هستند چگونه انتخاب شوند. روش مرسوم، روش حدس و خطا و تجربه طراح کنترلر است، اما چنانچه تعداد متغیرهای حالت افزایش یابد طراح در انتخاب آن‫ها با سختی روبه‫رو خواهد شد. لذا در این تحقيق که از خلاقیت و نو‫آوری‫های آن برای ساما‫نه تک بال است، انتخاب ماتریس‫های Q و R به صورت هوشمند مد نظر قرار داده شده است. در راستای طراحی کنترلر LQR جهت تعیین ماتریس Q، درایه‫های آن باید به گونه‫ای انتخاب شوند که شرط بهینگی را کاهش دهد. بنابراین این فرآیند در یک حلقه بهينه ساز قرار خواهد گرفت. بنابراین ماتریس‫های وزنی کنترلر LQR به صورت بهينه انتخاب می‫گردند. حال با به‫دست آوردن کنترلر، دیگر مسئله با چالشی روبه‫رو نیست و می‫توان خروجی‫های مسئله که همان متغیرهای حالت هستند را به‫دست آورد. چنانچه مشخص است سامانه توانسته است به خوبی مسیر خود را طی نماید و رفتار حرکتی آن با مراجع بين المللی هم‫خوانی دارد. لذا برای سامانه تک‫بال یک کنترلر بهینه بر اساس روش LQR بر اساس بهینه‫سازی طراحی گرديده است.