СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ АСТАТИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРА ДЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ «ЛЕТАЮЩЕЙ ПЛАТФОРМОЙ»
Ключевые слова:
«Летающая платформа», вентилятор в кольце, синергетическая теория управления, наихудшие возмущения, астатический гарантирующий регуляторАннотация
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.
