Формирование алгоритмов системы автоматического управления преобразуемого беспилотного летательного аппарата


DOI: 10.34759/trd-2022-122-23

Авторы

Аполлонов Д. В., Бибикова К. И.*, Шибаев В. М., Ефимова И. Е.

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

*e-mail: ccfstd@tsagi.ru

Аннотация

Представлены результаты исследований по формированию алгоритмов системы автоматического управления (САУ) преобразуемого беспилотного летательного аппарата (БЛА). Проведена сравнительная оценка различных способов реализации контуров управления траекторным и угловым движением БЛА с использованием пропорционально-интегро-дифференциального, линейно-квадратичного, нелинейного регуляторов, а также метода обратной задачи динамики с целью определить преимущества и недостатки того или иного способа.

Ключевые слова:

система автоматического управления, ПИД-регулятор, линейно-квадратичный регулятор, нелинейная логика, обратная задача динамики

Библиографический список

  1. А. Брайсон, Хо Ю-Ши. Прикладная теория оптимального управления. - М.: Мир, 1972. - 544 с.

  2. Алхаддад Мухаммад. Моделирование и управление ориентацией квадрокоптера с использованием линейного квадратического регулятора // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2016. Т.1. № 12. С. 883-886.

  3. Аполлонов Д.В., Бибикова К.И., Гаврилова А.В., Шибаев В.М. Вопросы выбора архитектуры системы автоматического управления преобразуемого беспилотного летательного аппарата – «конвертоплана» // Труды МАИ. 2021. №121. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=162672. DOI: 10.34759/trd-2021-121-25

  4. Верещиков Д.В., Волошин В.А., Ивашков С.С., Васильев Д.В. Применение нечеткой логики для создания имитационной модели управляющих действий летчика // Труды МАИ. 2018. № 99. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=91926

  5. Виноградов С.С. Синтез нечёткого навигационного регулятора для малоразмерного вертолёта «Раптор» // Труды МАИ. 2012. № 73. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=48562

  6. Дмитриев В.И., Звонарев В.В., Лисицын Ю.Е. Методика обоснования рациональных способов управления беспилотным летательным аппаратом // Труды МАИ. 2020. № 112. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=116566. DOI: 10.34759/trd-2020-112-16

  7. Кожевников В.А. Автоматическая стабилизация вертолетов. - М.: Машиностроение, 1977. - 152 с.

  8. Крутько П.Д. Обратные задачи динамики в теории автоматического управления. – М.: Машиностроение, 2004. - 576 с.

  9. Пегат А. Нечеткое моделирование и управление. - М.: Лаборатория знаний, 2020. – 801 с.

  10. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления. - М.: Наука. Главная редакция физ.-мат. литературы, 1989. – 304 с.

  11. Сторожев С.А., Хижняков Ю.Н. Новый метод адаптации регулятора состояний с применением нечеткой логики // Труды МАИ. 2021. № 118. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=158255. DOI: 10.34759/trd-2021-118-16

  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. David J. Murray-Smith. A Review Of Inverse Simulation Methods And Their application // International Journal of Modelling and Simulation, 2014, no. 34(3), 120-125. DOI:10.2316/Journal.205.2014.3.205-5906

  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. 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. Kristi Marie Kleinhesselink. Stability and Control Modeling of Tiltrotor Aircraft, 2007.

  18. Luis Rodolfo García Carrillo et al. Quad Rotorcraft Control. Vision-Based Hovering and Navigation, 2013.

  19. Saied M. BFA fuzzy logic based control allocation for fault-tolerant control of multirotor UAVs // Aeronautical Journal -New Series, 2019, no. 123 (1267), pp. 1356-1373. DOI:10.1017/aer.2019.58

  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. Olena Matiychyk. 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

  23. Takahito Mikami. Design of Flight Control System for Quad Tilt-Wing UAV, 2015. DOI:10.1109/ICUAS.2015.7152364

  24. Thomas Lombaerts. Nonlinear Dynamic Inversion based Attitude Control for a Hovering Quad Tiltrotor eVTOL Vehicle // AIAA Scitech 2019 Forum, 2019. DOI:10.2514/6.2019-0134

  25. Xue Ping Zhu., Yong Hua Fan. Design of Tiltrotor Flight Control System Using Fuzzy Sliding Mode Control, 2010. DOI:10.1109/ICMTMA.2010.211


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход