СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ НАБЛЮДАТЕЛЯ ВОЗМУЩЕНИЙ ДЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ «ЛЕТАЮЩЕЙ ПЛАТФОРМОЙ»

Аннотация

Работа посвящена синергетическому синтезу асимптотического наблюдателя гар- монических возмущений для иерархической системы управления летательным аппаратом. Статья содержит общее описание вертикально взлетающего аппарата типа «летающая платформа» и асимптотического наблюдателя внешних возмущающих воздействий (на- пример, ветровых), изменяющихся по гармоническому закону и приводящих к периодиче- ским изменениям высоты полёта, а также углов тангажа и крена. Асимптотический на- блюдатель должен обеспечить асимптотическую устойчивость замкнутой системы, вы- полнение технологических инвариантов, оценку ненаблюдаемых внешних воздействий по текущим значениям наблюдаемых координат состояния и поглощение гармонических вет- ровых возмущений. Также в статье приведена расширенная математическая модель «ле- тающей платформы» в режиме вертикального движения в условиях внешних гармониче- ских возмущающих воздействий, включающая математическое описание динамики возму- щений, и на основе заданных технологических инвариантов синтезированы алгоритмы управления верхнего уровня иерархии. Кроме этого, проведён расчёт уравнений асимпто- тического наблюдателя возмущающих воздействий, которыми дополняется математиче- ская модель «летающей платформы» в условиях возмущённого движения, и уравнений для асимптотических оценок ненаблюдаемых переменных, в дальнейшем включаемых в законы управления верхнего уровня иерархии. Возможность синтеза наблюдателя возмущений проверена с помощью критерия наблюдаемости. Наконец, показаны результаты компью- терного моделирования нелинейной динамики верхнего и нижнего уровней иерархии в усло- виях возмущённого движения с подавлением внешних возмущений асимптотическим на- блюдателем, а также результаты компьютерного моделирования нелинейной динамики аппарата в условиях возмущённого движения без асимптотического наблюдателя для воз- можности наглядной оценки качества работы наблюдателя путём сравнения. Актуаль- ность работы состоит в необходимости создания вертикально взлетающего аппарата типа «летающая платформа» для повышения эффективности спасения людей из зон бед- ствий, где вертолёты и другие современные средства не справляются с задачами. Научная новизна работы заключена в применении синергетических подходов к разработке системы балансировки пространственного положения аппарата, оснащённой асимптотическим наблюдателем для подавления возмущающих воздействий.