Робастное управление беспилотным летательным аппаратом при неопределенных скоростях

Abstract

Представлен метод реализации робастного управления с помощью номинальной модели беспилотного летательного аппарата (БПЛА). Работа классического регулятора в нелинейной системе управления при возникновении возмущающих воздействий не удовлетворяет заданные критерии качества. При этом изменяются аэродинамические параметры, и система становится неустойчивой. Для устранения нежелательных отклонений в систему управления летательного аппарата вводится робастное управление. Введение такого рода коррекции управляющего сигнала позволяет парировать всевозможные отказы и возмущения, которые приводят к неконтролируемому управлению. Изменение аэродинамических коэффициентов подъемной силы, коэффициента сопротивления, моментов влияет на модель объекта. Номинальная модель рассчитывается путем вычисления коэффициентов в программном пакете ANSYS-CFX и расчет подтверждается экспериментально. Ошибки также моделируются этим программным обеспечением, а диапазоны изменения каждого коэффициента представляют собой совокупность отказов.

Наведено метод реалізації робастного управління за допомогою номіналної моделі безпілотного літального апарата (БПЛА). Робота класичного регулятора в нелінійній системі управління при виникненні збурюючих впливів не задовольняє заданим критеріям якості. При цьому змінюються аеродинамічні параметри, і система стає нестійкою. Для усунення небажаних відхилень у систему управління літального апарата вводиться робастне керування. Введення такого роду корекції керуючого сигналу дозволяє парирувати всілякі відмови і збурення, які призводять до некотрольованого управління. Зміна аеродинамічних коеффіцієнтів піднімальної сили, коефіцієнта опору, моментів, котрі впливають на модель об'єкта. Номінальна модель розраховується шляхом обчислення коефіцієнтів в програмному середовищы ANSYS-CFX і розрахунок підтверджується експериментально. Помилки також моделюються цим програмним забезпеченням, а діапазони зміни кожного коефіцієнта являють собою сукупність відмов.

This paper presents the method for implementing robust control using a nominal model of an unmanned aerial vehicle (UAV). The operation of a classical controller in a nonlinear control system in the event of disturbing influences does not satisfy the specified quality criteria. This changes the aerodynamic parameters, and the system becomes unstable. To eliminate unwanted deviations in the control system of the aircraft introduced robust control. The introduction of such a correction control signal allows you to fend off all sorts of failures and disturbances that lead to uncontrolled control. Changes in the aerodynamic lift coefficients, coefficient of resistance, and moments affect the model of the object. The nominal model is calculated by calculating the coefficients with the ANSYS-CFX software and the calculation is confirmed experimentally. Errors are also modeled by this software, and the ranges of variation of each coefficient are a set of failures.