СТАБИЛИЗАЦИЯ ДВИЖЕНИЯ КВАДРОКОПТЕРА ВДОЛЬ ЗАДАННОЙ ТРАЕКТОРИИ С ПОМОЩЬЮ СУБОПТИМАЛЬНОГО ЗАКОНА УПРАВЛЕНИЯ С H2/H -КРИТЕРИЕМ
Аннотация
Целью данной работы является построение субоптимального регулятора с - критерием, стабилизирующего отклонение динамической системы от заданной программной траектории. Предполагается, что на один вход системы будет подаваться импульсное возму- щение, а на второй – -возмущение. Рассматриваемая -норма равняется максимально- му значению -нормы выхода по всем -возмущениям и векторам импульсного возмущения, для которых сумма квадратичной формы вектора импульсного возмущения с заданной весовой матрицей и квадрата -нормы второго возмущения не превосходит единицу. В работе реали- зуется процесс вычисления -нормы в терминах линейных матричных неравенств для динамической системы. Важную роль в процессе сочетания -нормы и -нормы в - норме выполняет весовая матрица, входящая в определение данной нормы. Стоит отметить, что в отличии от -нормы, -норма достигается в смысле наихудшего - и импульсного возмущений, при которых достигается максимальное значение -нормы выхода. Необходи- мо получить и линеаризовать математическую модель квадрокоптера, построить программ- ную траекторию движения и стабилизировать отклонения с помощью субоптимального зако- на управления с -критерием при наличии шумов в системе. В качестве инструмента поиска субоптимального управления используется аппарат линейных матричных неравенств. Объектом исследования в данной работе является квадрокоптер, который представляет со- бой беспилотный летательный аппарат, имеющий четыре двигателя с воздушными винтами (пропеллерами), создающими тягу. Оси винтов и углы лопастей зафиксированы и регулируются лишь скорости вращения, что существенно упрощает конструкцию. C помощью уравнения Ньютона-Эйлера, получена нелинейная математическая модель квадрокоптера, а также про- изведена линеаризация данной модели в окрестности заданной программной траектории. В среде MATLAB производится численное моделирование и построение траекторий движения квадрокоптера, с помощью прикладного пакета для оптимизации YALMIP, Sedumi toolbox, про- изводится решение линейных матричных неравенств. В среде Simulink, производится построе- ние блока управления, стабилизирующего движение квадрокоптера вдоль заданной траектории при наличии - и импульсного возмущений в системе. Производится демонстрация процесса виртуальной визуализации полета.
