Структурно-параметричний синтез робастних систем управління польотом - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукКрім цього, встановлюється мінімальна кількість недорогих датчиків, це призводить до того, що не всі змінні вимірюються, а доступні виміри містять шум, тому значно ускладнюється синтез ефективної системи управління, а використання стандартних законів стає неможливим або неефективним. Враховуючи всі ці особливості, а також з метою уникнення використання повільно діючих дорогих адаптивних систем, виникає необхідність синтезу робастних систем управління, що дозволяють зберігати стійкість та утримувати якість управління у припустимих межах при зміні у широкому діапазоні параметрів обєкта. Розроблені раніше методи параметричної робастної оптимізації ефективно використовуються для аналітичного проектування сучасних неперервних та дискретних систем автопілотів, що серійно випускаються у ряді країн і в яких реалізовані відомі закони управління (зазвичай PID регулятори). Дисертація виконувалась у межах наукової тематики кафедри систем управління літальних апаратів Інституту електроніки та систем управління Національного авіаційного університету, окремі результати було використано в роботі №102-ДБ03 “Створення методології проектування робастних систем управління аерокосмічними рухомими обєктами”. Результати дисертації впроваджені в ДП “ДЕРЖККБ Луч” при створенні перспективних зразків продукції та у навчальний процес для курсу „Основи сучасної теорії управління” для студентів спеціальності 8.091401 “Системи управління і автоматики”.У той же час все більшу актуальність набувають методи, що базуються не тільки на параметричній, а і на структурній оптимізації, які можуть служити основою для створення систем управління польотом малих БПЛА, для яких головними факторами є вартість, габарити, маса та потужність бортового компютера. Ці алгоритми отримали в останній час широке поширення на практиці дякуючи потужній програмній підтримці, що забезпечується системою MATLAB, яка містить у готовому вигляді всі алгоритми оптимального синтезу систем управління як при детермінованих, так і при випадкових збуреннях. У той же час алгоритми, які отримані у результаті застосування вищеописаних процедур синтезу оптимальних систем управління, виявляються часто дуже чутливими по відношенню до параметричних збурень: при зміні параметрів обєкта показники якості цих систем значно погіршуються до недопустимого рівня, а в найгіршому випадку обєкт втрачає стійкість. Як було вказано вище, при дії стохастичних збурень досить ефективні результати дає синтез системи управління з використанням теореми розділення, що дозволяє визначити структуру оптимальної системи як при повних, так і при часткових вимірюваннях компонентів вектора стану обєкта. Для подальшого поліпшення робастності системи використовується NPRS - підхід, що базується на використанні-норми, як загальноприйнятої оцінки якості системи при детермінованих та стохастичних збуреннях, а також-норми функції комплементарної чутливості системи як оцінки її робастності.У дисертаційній роботі розроблено науково обґрунтовану методику та програмне забезпечення структурно-параметричного синтезу неперервних та дискретних робастних систем управління рухом БПЛА та малих пілотованих ЛА. Для розвязання різних задач, де стандартні закони управління польотом не можуть бути застосовані або не забезпечують необхідної якості управління, розроблено методи структурно-параметричної робастної оптимізації з використанням теореми розділення. Для випадку, коли необхідно отримати більш простий закон управління розроблено науково обґрунтовану математичну процедуру синтезу оптимальних систем управління з використанням спостерігача пониженого порядку (спостерігача Люенбергера) з метою знаходження нульового наближення для процедури робастної оптимізації. За допомогою розроблених методів було розвязано практично важливу задачу синтезу системи управління польотом малих БПЛА із спрощеною системою датчиків, що дозволяє уникнути застосування дорогих триступеневих гіроскопів або безплатформних курсовертикалей. Для всіх синтезованих законів управління виконано аналіз динаміки замкнутої системи, що дозволяє оцінити усі точнісні параметри процесів управління за умови наявності детермінованих та випадкових збурень.

. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ