Статья

Название статьи АВТОНОМНОЕ ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ МИССИЙ БЛА
Автор А.Р. Гайдук, С.Г. Капустян, А.А. Дьяченко, Е.А. Плаксиенко
Рубрика РАЗДЕЛ III. КОМПЛЕКСЫ С БЛА
Месяц, год 01-02, 2017
Индекс УДК 681.51:004.7; 623.746.4-519
DOI
Аннотация В докладе рассматривается система управления полетом БЛА в процессе автономного выполнения им заданной миссии. Эта миссия может заключаться в мониторинге отдельных лесных массивов, морских и океанских акваторий; ледовой, химической и радиационной обстановки; аэросъемке заданных участков земной поверхности, патрулировании шоссейных дорог и государственных границ, доставке грузов и т.п. Так как на борту БЛА отсутствуют люди, то его движение по заданному для выполнения возложенной на него миссии маршруту должно осуществляться в автономном режиме. При этом траектория движения БЛА, как правило, является довольно сложной кривой. Поэтому разработанная система управления представляет собою трехканальный комплекс, предназначенный для независимого управления скоростью движения БЛА в продольном, поперечном направлениях и по курсу. Все системы комплекса спроектированы методом аналитического синтеза систем с управлением по выходу и воздействиям (АССУВВ). Они характеризуются заданными прямыми показателями качества, такими как порядки астатизма, перерегулирование, длительность переходных процессов и малая колебательность. С целью повышения робастности управляющего комплекса системы спроектированы как системы с согласованными полюсами. Отличительной особенностью систем управления является возможность оперативного, например, по заранее заданной программе или по командам оператора, изменять динамические свойства БЛА. Получены расчетные соотношения для автономного осуществления ряда маневров и полета БЛА по сложной траектории в процессе выполнения заданной миссии. Исследование свойств разработанного управляющего комплекса проведено путем компьютерного моделирования полетов БЛА в различных режимах. В результате моделирования установлено, что предложенный комплекс систем управления позволяет БЛА выполнять в автономном режиме все маневры, необходимые для полета БЛА на постоянной высоте по достаточно сложной заданной траектории, с требуемыми показателями качества. Представленные в статье результаты могут быть использованы при создании бортовых систем группового управления беспилотными летательными аппаратами, различного назначения и базирования.

Скачать в PDF

Ключевые слова Система управления, оперативное, изменение, динамика, расчетные соотношения, БЛА, автономная миссия, показатели качества, маневр, траектория.
Библиографический список 1. Соколов В.Б., Теряев Е.Д. Беспилотные летательные аппараты: некоторые вопросы развития и применения (обзор по материалам публикаций в Интернете) // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2008. – № 2. – С. 12-23.
2. Lozano R. Unmanned Aerial Vehicles. – John Wiley, 2010.
3. Абросимов В.К., Гончаренко В.И. Мониторинг объектов территорий группой интеллектуальных беспилотных летательных аппаратов // Материалы Десятой Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления» и Шестой молодежной школы-семинара «Управление и обработка информации в техничесих системах»: в 2 т. Т. I. – Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2015. – С. 14-23.
4. Гайдук А.Р., Капустян С.Г., Шаповалов И.О. Решение транспортной задачи группой роботов // Материалы конференции «Управление в техничесих, эргатических, организационных и сетевых системах (УТЭОСС-2012)». – СПб.: ГНЦ «ОАО ЦНИИ «Электроприбор», 2012. – С. 714-717.
5. Назарова А.В., Рыжкова Т.П. Система управления коллективом роботов // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2014. – № 4. – С. 45-50.
6. Гайдук А.Р. Управление группой БЛА с ограничением на управление и переменные состояния // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2012. – № 2. – С. 52-57.
7. Пшихопов В.Х., Медведев М.Ю. Синтез адаптивных систем управления летательными аппаратами // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2010. – № 3 (104). – С. 187-196.
8. Canny J., Lin M. An opportunistic global path planner // Proc. of the IEEE International Conference on Robotic and Automation. – 1990. – P. 1554-1559.
9. Современные информационные технологии в задачах навигации и наведения беспилотных маневренных летательных аппаратов / под ред. М.Н. Красильщикова, Г.Г. Сребрякова. – М.: Физматлит, 2009.
10. Гайдук А. Р., Капустян С.Г. Концептуальные аспекты группового применения беспилотных летательных аппаратов // Информационно-измерительные и управляющие сис-темы. – 2012. – № 7. – С. 8-15.
11. Dogan A. Venkataramanan S. Nonlinear control for reconfiguration of Unmanned-Aerial-Vehicle Formation // J. of Guidance, control and dynamics. – 2005. – Vol. 28, No. 4. – P. 667-678.
12. Li X., Xie J., Cai M.Y., Xie M., Wang Z.K. Path planning for UAV based on improved heuristic A*algorithm // Proceedings of International Conference on Electronic Measurement & Instru-ments. Beijing. Aug 16-19. 2009. – P. 3488-3493.
13. Пшихопов В.Х. Управление подвижными объектами в априори неформализованных средах // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2008. – № 12 (104). – С. 6-9.
14. Анисимов В.Н., Кабанов С.А. Управление траекторией движения летательного аппарата при облете препятствий с применением методов аналитической механики // Автоматика и телемеханика. – 2005. – № 3. – С. 3-10.
15. Абрамов Н.С., Хачумов М.В. Моделирование проводки по маршруту беспилотного лета-тельного аппарата как задачи преследования цели // Авиакосмическое приборостроение. – 2013. – № 9. – С. 9-22.
16. Wang Z.H., Zhang W.G., Shi J.P., Han Y. UAV route planning using multiobjective and colony system // Proceedings of IEEE Conference on Cybernetics and Intelligent System, Chengdu, China. 2008. Sep 21-24. – P. 797-800.
17. Knoebel N.B., McLain T.W. Adaptive quaternion control of a miniature tail sitter UAV // American Control Conference. Westin Seattle Hotel. USA. 2008. – P. 2340-2345.
18. Гайдук А. Р., Капустян С.Г., Дьяченко А.А, Плаксиенко Е.А. Система автономного управления маневрами БЛА. Системный анализ, управление и обработка информации // Труды 7-го Международного семинара (Ростов-на-Дону, 6.10 – 12.10.2016 г.) / под общей ред. Р.А. Нейдорфа. – Ростов-на-Дону: ДГТУ, 2016. – С. 210-218.
19. Харьков В.П., Меркулов В.И. Синтез алгоритма иерархического управления группой БЛА // Информационно-измерительные и управляющие системы. – 2012. – № 8. – С. 61-67.
20. Mc Cormick B.W. Aerodynamics aeronautics and flight mechanics. – John Wiley and Sons Inc, 1995.
21. Каршаков Е.В. Особенности алгоритмов управления летательным аппаратом при аэросъемке // Проблемы управления. – 2012. – № 3. – С. 71-76.

Comments are closed.