СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ АСТАТИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРА ДЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ «ЛЕТАЮЩЕЙ ПЛАТФОРМОЙ»

Аннотация

Работа посвящена синергетическому синтезу астатического гарантирующего регу- лятора для иерархической системы управления летательным аппаратом. Статья содер- жит общее описание вертикально взлетающего аппарата типа «летающая платформа» и астатического гарантирующего регулятора на основе интеграторов. Астатический регу- лятор должен обеспечить асимптотическую устойчивость замкнутой системы, выполне- ние технологических инвариантов, оценку неизмеряемых внешних воздействий по текущим значениям измеряемых координат состояния и парирование кусочно-постоянных внешнихвозмущений (например, ветровых), приводящих к случайным изменениям высоты полёта, углов тангажа и крена. Также в статье приведена расширенная математическая модель «летающей платформы» в режиме вертикального движения в условиях внешних кусочно- постоянных возмущающих воздействий, включающая уравнения оценок возмущений, и на основе заданных технологических инвариантов синтезированы алгоритмы управления верхнего уровня иерархии. Кроме этого, приведены уравнения интеграторов, которые обя- заны входить в состав астатического регулятора и связаны с уравнениями оценок возму- щающих воздействий. В рамках синергетической теории управления интеграторы не при- водят к ухудшению устойчивости замкнутой системы, потому что метод аналитическо- го конструирования агрегированных регуляторов гарантирует асимптотическую устой- чивость динамической системы. Наконец, показаны результаты компьютерного модели- рования нелинейной динамики верхнего и нижнего уровней иерархии в условиях возмущённо- го движения с парированием внешних возмущений интеграторами астатического регуля- тора, а также результаты компьютерного моделирования нелинейной динамики аппара- та в условиях возмущённого движения без этого регулятора для возможности наглядной оценки качества работы регулятора путём сравнения. Актуальность работы состоит в необходимости создания вертикально взлетающего аппарата типа «летающая платфор- ма» для повышения эффективности спасения людей из зон бедствий, где вертолёты и дру- гие современные средства не справляются с задачами. Научная новизна работы заключена в применении синергетических подходов к разработке системы балансировки пространст- венного положения аппарата, оснащённой астатическим гарантирующим регулятором для парирования возмущающих воздействий.