Design of the robust PID control for uncertain nonlinear model of the UAV using artificial gain and time-delay model

Abstract

Estimations of the flight vehicles aerodynamic coefficients through the theoretical, numerical, wind tunnel and flight-test methods have always errors and uncertainties. Nonlinear dynamics of the unmanned aerial vehicle due to speed variations, as well as variability and uncertainty of the aerodynamic coefficients can be considered as an uncertain model. A robust proportional-integral-derivative controller is designed based on the nonlinear optimization in the time domain for the uncertain nonlinear dynamical model of the unmanned aerial vehicle.

Оцінки аеродинамічних коефіцієнтів літальних апаратів за допомогою теоретичних, чисельних методів, методів аеродинамічної труби та льотних випробувань завжди мають похибки та невизначеності. Як невизначену модель можна розглядати нелінійну динаміку безпілотного літального апарату внаслідок коливань швидкості, а також мінливості та невизначеності аеродинамічних коефіцієнтів. Розроблено надійний пропорційно-інтегрально-похідний регулятор на основі нелінійної оптимізації в часовій області для невизначеної нелінійної динамічної моделі безпілотного літального апарату.

Оценки аэродинамических коэффициентов летательных аппаратов теоретическим, численным, аэродинамическим и летно-испытательным методами всегда имеют погрешности и неопределенности. Нелинейную динамику беспилотного летательного аппарата из-за изменения скорости, а также изменчивость и неопределенность аэродинамических коэффициентов можно рассматривать как неопределенную модель. На основе нелинейной оптимизации во временной области разработан робастный пропорционально-интегрально-производный регулятор для неопределенной нелинейной динамической модели беспилотного летательного аппарата.