Synergetic approach to the “flying platform” control system synthesis
Abstract
The work is devoted to the synthesis of the aircraft control system using synergetic control theory. The paper contains the vehicle & its control system general description, the control laws synthesis & the computer simulation of the vehicle nonlinear dynamics. The meaning of the management processes functional decomposition is revealed & a block diagram of a hierarchical control system that can be constructed using functional decomposition is given. Three hierarchy levels used in the hierarchical control system are described: the upper level, the middle level & the lower level. The upper hierarchy level contains a mathematical model of the “flying platform” in the required operation mode & general synergetic control laws based on this mathematical model. The middle hierarchy level contains connection equations between the upper & the lower hierarchy levels; these connection equations are based on the “flying platform” layout & on the fans aerodynamic design. The lower hierarchy level contains a mathematical model of the “flying platform” engines synchronization system & particular synergetic control laws based on this mathematical model. The relevance of the work consists in the necessity of “flying platform” type vertical take-off & landing aircraft creation to increase the effectiveness of people rescue operations in those disaster areas where helicopters & other modern means don’t cope with a task. The scientific novelty of the work consists in synergetic approach application to the design of the vehicle’s spatial position hierarchic system & to the coordinating energy-save control over the electric engines that get energy from the turbine generator unit.
References
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.
