Выбор архитектуры системы автоматического управления преобразуемого беспилотного летательного аппарата – «конвертоплана»


DOI: 10.34759/trd-2021-121-25

Авторы

Аполлонов Д. В., Бибикова К. И.*, Шибаев В. М., Гаврилова А. В.*

Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ), ул. Жуковского, 1, Жуковский, Московская область, 140180, Россия

*e-mail: ccfstd@tsagi.ru

Аннотация

В настоящей статье представлена математическая модель преобразуемого беспилотного летательного аппарата («конвертоплана») и архитектура единой для всех режимов полета системы автоматического управления конвертоплана. Выполнено моделирование типовых режимов полета БЛА, а также проведен анализ возможности обеспечения управляемости в случае отказа органов управления.

Ключевые слова:

математическая модель, конвертоплан, беспилотный летательный аппарат, система автоматического управления, отказ

Библиографический список

  1. Баженов С.Г., Основы динамики полета. — М.: Физматлит, 2021. — 432 c.
  2. Бюшгенс А.Г., Воронин А.Ю., Кувшинов В.М., Леонтьев В.А. Синтез алгоритмов системы управления беспилотного летательного аппарата типа конвертоплан // Ученые записки ЦАГИ. 2018. Т. 49. № 2. С. 39-61.
  3. Корнилов В.А., Молодяков Д.С., Синявская Ю.А. Система управления мультикоптером // Труды МАИ. 2012. № 62. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=35543
  4. Виноградов С.С. Синтез нечёткого навигационного регулятора для малоразмерного вертолёта «Раптор» // Труды МАИ. 2012. № 73. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=48562
  5. Гуськов Ю.П., Загайнов Г.И. Управление полетом самолетов. — М.: Машиностроение, 1991. — 272 с.
  6. Ефремов А.В., Захарченко В.Ф., Овчаренко В.Н. и др. Динамика полёта. — М.: Машиностроение-Полет, 2017. — 775 с.
  7. Жуматаева Ж.Е. Исследование робастной устойчивости системы управления летательным аппаратом // Труды МАИ. 2012. № 53. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=29614
  8. Канатников А.Н. Избранные лекции по алгебре. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. — 336 с.
  9. Кожевников В.А. Автоматическая стабилизация вертолетов. — М.: Машиностроение, 1977. — 152 с.
  10. Комков В.А., Гудзев В.А., Курсаков А.В., Харитонов С.В. Выбор параметров беспилотного летательного аппарата вертикального взлета-посадки дальности полета // Труды МАИ. 2015. № 81. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=57706
  11. Крутько П.Д. Обратные задачи динамики в теории автоматического управления. — М: Машиностроение, 2004. — 576 с.
  12. Тищенко М.Н., Артамонов Б.Л. Проблемы повышения крейсерской скорости полета вертолета и пути их решения // Труды МАИ. 2012. № 55. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=30012
  13. Dong Il Park et al. Analysis of The Weighting Matrix for Load Distribution Using Weighted Pseudoinverse in a Redundantly Actuated System // ASME 7th Biennial Conference on Engineering Systems Design and Analysis, 2004, DOI:10.1115/ESDA2004-58404
  14. Gareth D. Padfield. Helicopter Flight Dynamics Including a Treatment of Tiltrotor Aircraft, Wiley, 2018, 856 p.
  15. Jingxian Liao. Mathematical modelling and model predictive controller design of a quad tiltrotor UAV, 2020. DOI:10.1177/0954406220971330
  16. Ke Lu et al. Flight Dynamics Modeling and Dynamic Stability Analysis of Tilt-Rotor Aircraft // International Journal of Aerospace Engineering, 2019, no. 2, pp. 1-15. DOI:10.1155/2019/5737212
  17. Koji Muraoka et al. Transition Flight of Quad Tilt Wing VTOL UAV, 2012.
  18. Kristi Marie Kleinhesselink. Stability and Control Modeling of Tiltrotor Aircraft, 2007.
  19. Luis Rodolfo García Carrillo et al. Quad Rotorcraft Control. Vision-Based Hovering and Navigation, 2013.
  20. Mark E. Dreier. Introduction to Helicopter and Tiltrotor Simulation, American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2007, 637 p.
  21. Masayuki Sato. Flight Controller Design and Demonstration of Quad-Tilt-Wing Unmanned Aerial Vehicle // Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2014, no. 38(6), pp. 1-12. DOI:10.2514/1.G000263
  22. Mogens Blanke, Jan Lunze, Marcel Staroswiecki. Diagnosis and Fault-Tolerant Control, 2016. DOI:10.1007/978-3-662-47943-8
  23. Olena Matiychyk et al. Integration Of Tiltrotor Aircraft Into Modern Air Transport Systems // Conference: «Science — Future of Lithuania. Transport Engineering and Management», 2017. URL: http://jmk.transportas.vgtu.lt/index.php/tran2017/tran2017/paper/view/106
  24. Praneet Vayalali et al. Redistributed Pseudoinverse Control Allocation for Actuator Failure on a Compound Helicopter // Conference: The Vertical Flight Society’s 76th Annual Forum & Technology Display, 2020.
  25. Raza S.J. Use of the Pseudo- Inverse for Design of a Reconfigurable Flight Control System, 1985. DOI:10.2514/6.1985-1900
  26. Takahito Mikami et al. Design of Flight Control System for Quad Tilt-Wing UAV, 2015. DOI:10.1109/ICUAS.2015.7152364
  27. Thomas Lombaerts et al. Nonlinear Dynamic Inversion based Attitude Control for a Hovering Quad Tiltrotor eVTOL Vehicle // AIAA Scitech 2019 Forum, 2019. DOI:10.2514/6.2019-0134
  28. Zaibin Chen et al. Design of Flight Control System for a Novel Tilt-Rotor UAV // Complexity, 2020, no.(1-4), pp. 1-14. DOI:10.1155/2020/4757381
  29. Zhiwei Kong et al. Mathematical Modeling and Modal Switching Control of a Novel Tiltrotor UAV // Journal of Robotics, 2018, no. 3, pp. 1-12. DOI:10.1155/2018/8641731



Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход