Синергетический подход к синтезу системы управления «летающей платформой»

  • О.Ю. Воронков Южный Федеральный Университет
Ключевые слова: «летающая платформа», вентилятор в кольце, синергетическая теория управления, функциональная декомпозиция, энергосберегающее управление

Аннотация

Работа посвящена синтезу системы управления летательным аппаратом с применением синергетической теории управления. Статья содержит общее описание аппарата и его системы управления, синтез законов управления и компьютерное моделирование нелинейной динамики аппарата. Раскрыт смысл понятия функциональной декомпозиции процессов управления и приведена блок-схема иерархической системы управления, которая может быть сконструирована с применением функциональной декомпозиции. Описаны три уровня иерархии, из которых состоит иерархическая система управления: верхний уровень, средний уровень и нижний уровень. На верхнем уровне иерархии содержится математическая модель «летающей платформы» в требуемом режиме работы и на базе этой математической модели синтезируются общие синергетические законы управления. На среднем уровне иерархии содержатся уравнения связи между верхним и нижним уровнями иерархии; эти уравнения связи основаны на компоновочной схеме «летающей платформы» и на расчёте аэродинамических параметров вентиляторов. На нижнем уровне иерархии содержится математическая модель системы синхронизации двигателей «летающей платформы» и на основе этой математической модели синтезируются частные синергетические законы управления. Актуальность работы состоит в необходимости создания вертикально взлетающего аппарата типа «летающая платформа» в целях повышения эффективности операций по спасению людей из зон бедствий, где вертолёты и иные современные средства не справляются с задачами. Научная новизна работы заключена в применении синергетических подходов к разработке иерархической системы балансировки пространственного положения аппарата и к координирующему энергосберегающему управлению электродвигателями, получающими энергию от турбогенераторной установки.

Литература

1. Буков В.Н. Адаптивные прогнозирующие системы управления полётом. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. 232 с.
2. Lambregts A.A. Vertical flight path and speed control autopilot using total energy principles // AIAA P1983. № 2239CP.
3. Turner M.C., Aouf N., Bates D.G. et al. A switching scheme for full-envelope control of a V/STOL aircraft using LQ bumpless transfer // Proc. 2002 IEEE Internat. Conf. on Control Applications. Glasgow, Scotland, U.K., 2002.
4. Tsourdos A., White В.A. Adaptive flight control design for nonlinear missile // Proc. 15th Triennial World Congr. of IFAC (b'02). Barcelona, 2002.
5. Blumel A.V., Tsourdos A., White B.A. Flight control design for a STT Missile: a fuzzy LPV approach // Proc. 15th IFAC Symp. on Automatic Control in Aerospace. Bologna/Forli, Italy, 2001.
6. Tsourdos A., White B.A. Flight control design for quasi-linear parameter varying missile via pseudolinearisation // Prepr. 5th IFAC Symp. NOLCOS'01. St. Petersburg, Russia, 2001.
7. Farren D., Duc G., Harcaut J.P. Discrete-time LPV controller for robust missile autopilot design // Proc. 15th Triennial World Congr. of IFAC (b'02). Barcelona, 2002.
8. Воронков Ю.С., Воронков О.Ю. Лёгкий многорежимный летательный аппарат. Патент РФ №2348568.
9. Воронков О.Ю. Синергетический синтез иерархической системы управления «Аэромобилем» в режиме балансировки. Известия ЮФУ. Технические науки. 2011. № 5 (118). С. 55–60.
10. Воронков О.Ю. Синергетический синтез иерархической системы балансировки «Аэромобиля» с асимптотическим наблюдателем гармонических возмущений. Известия ЮФУ. Технические науки. 2011. № 6 (119). С. 153–161.
11. Курочкин Ф.П. Основы проектирования самолётов с вертикальным взлётом и посадкой. – М.: Машиностроение, 1970. 354 с.
12. Шайдаков В.И. Аэродинамика винта в кольце. М.: Издательство Московского Авиационного Института, 1996. 88 с.
13. Колесников А.А. Синергетическая теория управления. Таганрог: ТРТУ, М.: Энергоатомиздат, 1994. 344 с.
14. Современная прикладная теория управления. Ч.I: Оптимизационный подход в теории управления / Под редакцией А.А. Колесникова. Москва – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. 400 с.
15. Современная прикладная теория управления. Ч.II: Синергетический подход в теории управления / Под редакцией А.А. Колесникова. Москва – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. 559 с.
16. Современная прикладная теория управления. Ч.III: Новые классы регуляторов технических систем / Под редакцией А.А. Колесникова. Москва – Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. 656 с.
17. Колесников А.А., Веселов Г.Е., Попов А.Н., Колесников Ал.А. Синергетическая теория управления нелинейными взаимосвязанными электромеханическими системами. Таганрог. Изд-во ТРТУ, 2000. 182 с.
18. Колесников А.А., Веселов Г.Е., Кузьменко А.А. Новые технологии проектирования современных систем управления процессами генерации электроэнергии. М.: 2009. 323 с.
19. Колесников А.А., Мушенко А.С. Синергетическое управление процессами пространственного движения летательных аппаратов // Авиакосмическое приборостроение. 2004. №2. С. 38–45.
20. Попов А.Н. Синергетический синтез законов энергосберегающего управления электромеханическими системами. Таганрог. Изд-во ТРТУ, 2003. 67 с.
Опубликован
2019-09-24
Выпуск
Раздел
РАЗДЕЛ II. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ.