Статья

Название статьи СИНТЕЗ АЛГОРИТМОВ ЦИФРОВОГО УПРАВЛЕНИЯ МНОГОРЕЖИМНЫМ БЕСПИЛОТНЫМ ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ САМОЛЕТНОГО ТИПА НА ОСНОВЕ ОПТИМИЗИРОВАННЫХ ДЕЛЬТА-ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ВТОРОГО ПОРЯДКА
Автор П.П. Кравченко, Н.А. Хусаинов, В.В. Щербинин
Рубрика РАЗДЕЛ VI. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Месяц, год 01-02, 2017
Индекс УДК 629.7.05
DOI
Аннотация В работе приводится анализ известных проблем синтеза алгоритмов управления БПЛА, базирующегося на линеаризации уравнений движения и использовании ПИД-регуляторов. В рассматриваемой методологии синтеза алгоритмов для БПЛА самолетно-го типа используются теория оптимизированных по быстродействию и точности дельта-преобразований второго порядка и принцип управления двумя состояниями БПЛА (углом атаки/крена и положением центра масс по высоте/боковому отклонению) одним управляющим воздействием (принцип управления тележкой с перевернутым маятником). Методология нацелена на обеспечение возможности комплексного решения вопросов повышения многорежимности и универсальности практического использования БПЛА: оперирование с нелинейными модельными описаниями, реализация отработки больших отклонений по высоте и боковому отклонению на основе единых алгоритмов в условиях проявления нестационарности параметров, планирующее движение с больших высот, возможность управления боковым отклонением только креном, высокоточный выход по высоте и боковому отклонению на заданные координаты в пространстве и на земле, автоматическая посадка с обеспечением малых динамических ошибок, оптимизация по быстродействию при реализации переходных процессов, устойчивость, грубость алгоритмов управления, существенная простота теоретического синтеза и инженерной реализации. Представленный вариант компьютерного эксперимента автоматической посадки показал при движении с высоты 1000 м, боковом отклонении 600 м и начальной скорости 20 м/сек среднюю скорость снижения по высоте ~12 м/сек, по боковому отклонению – ~7.5 м/сек, максимально развиваемую скорость при спуске – 63 м/сек, выход на глиссаду практически без перерегулирования и высокую точность на протяженных участках установившегося процесса при движении по глиссаде (по обоим каналам динамическая ошибка в пределах ~0.1 м).

Скачать в PDF

Ключевые слова Беспилотный летательный аппарат; самолет, синтез алгоритмов; цифровое управление; оптимизация; дельта-преобразования второго порядка; быстродействие; ошибка; грубость.
Библиографический список 1. Титков О.С. Беспилотные авиационные комплексы: новые технологии и применения // Авиационные системы. – 2015. – № 3. – С. 20-23.
2. Сыров А.С., Пучков А.М., Рутковский В.Ю., Глумов В.М. Задачи управления движением многорежимных беспилотных летательных аппаратов // Проблемы управления. – 2014.
– № 4. – С. 45-52.
3. Попова И.В., Земсков А.В., Лестев А.М., Пестова К.С. Алгоритмы управления планирующими беспилотными летательными аппаратами “воздух-поверхность” // Труды XII Всероссийского совещания по проблемам управления (16–19 июня 2014 г., Москва, ИПУ РАН). – М., 2014. – С. 3681-3688.
4. Сыров А.С., Пучков А.М, Селезнев А., Глумов В.М. Алгоритмы модернизированного ко-ординированного управления беспилотным летательным аппаратом // Труды XII Все-российского совещания по проблемам управления (16–19 июня 2014 г., Москва, ИПУ РАН). – М., 2014. – С. 3407-3416.
5. Рутковский В.Ю., Глумов В.М., Суханов В.М. Прецизионное управление нестационарными летательными аппаратами по углу крена // Проблемы управления. – 2011. – № 5.
– С. 82-87.
6. Пучков А.М., Карева Е.М., Глумов В.М. Синтез и цифровая реализация адаптивного алгоритма управления летательным аппаратом // Труды IX междунар.научн.-техн. конф. “Идентификация систем и задачи управления”. – М., 2012. – С. 896-906.
7. Красовский А.А., Вавилов Ю.А., Сучков А.И. Системы автоматического управления лета-тельных аппаратов. – М.: ВВИА им. Жуковского. 1985. – 476 с.
8. Лебедев А.А., Чернобровкин Л.С. Динамика полета беспилотных летательных аппаратов: учебное пособие для вузов. – 2-е изд. ‒ М.: Машиностроение, 1973. ‒ 616 с.
9. Ескин А.Ф. Основы проектирования систем стабилизации высокоточных ракет Сухо-путных войск / под общ. ред. В.Л. Солунина. ‒ М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. ‒ 192 с.
10. Бюшгенс Г.С., Студнев Р.В. Динамика самолета. Пространственное движение. – М.: Машиностроение, 1983. – 320 с.
11. Chai, H.-W. Sliding Mode Control of PMSM Based On Robust Differentiator // 2010 2nd international Conference on Computational Intelligence and Natural Computing, CINC 2010; Wuhan; China; September 13-14, 2010. – Vol. 1. – P. 37-40.
12. Колесников А.А. Новые нелинейные методы управления полетом. – М.: Физматлит, 2013. ‒ 196 с.
13. Кравченко П.П. Основы теории оптимизированных дельта-преобразований второго по-рядка. Цифровое управление, сжатие и параллельная обработка информации: монография. – Таганрог: ТРТИ, 1997. – 200 с.
14. Кравченко П.П. Оптимизированные дельта-преобразования второго порядка. Теория и применение. ‒ М.: Радиотехника, 2010. ‒ 288 с.
15. Кравченко П.П. Синтез алгоритмов управления перевернутым маятником на тележке с использованием аппарата дельта-преобразований второго порядка // Мехатроника, автоматизация, управление. ‒ 2012. ‒ № 5 (134). ‒ С. 6-15.
16. Кравченко П.П., Хусаинов Н.Ш., Щербинин В.В. Алгоритмические проблемы управления беспилотными летательными аппаратами, методология синтеза алгоритмов на основе дельта-преобразований второго порядка и принципов управления тележкой с пере-вернутым маятником // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2014. – № 3 (152).
– С. 219-234.
17. Кравченко П. П., Хусаинов Н. Ш., Щербинин В. В. О методологии решения задачи управления летательным аппаратом на основе дельта-преобразований второго порядка и принципов управления тележкой с перевернутым маятником // ХХ1 Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. – СПб.: ОАО “ЦНИИ “Электроприбор”, 2014. – С. 121-126.
18. Куликов Л.И. Синтез алгоритма управления полетом БПЛА самолетного типа на этапе посадки // Сборник материалов Десятой Всероссийской научно-практической конференции "Перспективные системы и задачи управления" и Шестой молодежной школы-семинара "Управление и обработка информации в технических системах". – Т. 1. – C. 34-46.
19. Кравченко П.П. Высокопроизводительные алгоритмы дельта-модуляции, оптимизированной по быстродействию и точности // Электросвязь. – 1989. – № 9. – C. 44-47.
20. Павлов А.А. Синтез релейных систем, оптимальных по быстродействию. – М.: Наука, 1966. – 390 с.

Comments are closed.