Робастна оптимізація системи керування безпілотним літальнім апаратом з програмною адаптацією коефіцієнтів підсилення

A. A. Tunik, О. I. Nadsadna

Анотація


У статті представлений регулятор з програмною адаптацією коефіцієнтів посилення для всього діапазону польоту малого безпілотного літального апарату. Запропоновано субоптимальну робастну систему керування польотом на основі підходу, заснованого на програмній адаптації коефіцієнтів підсилення. Оскільки малі безпілотні літальні апарати виконують польоти на малих висотах, досить вибрати в якості значення змінної, що визначає зміну динаміки об’єкта істинну повітряну швидкість. Крім того, процедура робастної оптимізації, заснована на генетичних алгоритмах, добре підходить для пошуку компромісу при вирішенні задачі багатокритеріальної оптимізації та пошуку компромісу між робастністю і якістю. Дискретне керування з використанням програмної адаптації коефіцієнтів посилення забезпечується за допомогою інтерполяції Лагранжа між локальними регуляторами. Процедуру синтезу наведено для системи керування бічним каналом безпілотного літального апарату. З результатів моделювання видно, що запропонована система керування забезпечує значно кращий результат, ніж регулятор з фіксованими значеннями.


Ключові слова


Безпілотний літальний апарат; система керування; генетичний алгоритм; програмна адаптація коефіцієнтів підсилення; багатокритеріальна оптимізація.

Посилання


O.O. Abramovich, and A.A. Tunik, “Multi-Model Approach to Parametric Robust Optimization of Digital Flight Control Systems,” Journal of Automation and Information Sciences, Begell House Inc., no. 36(3), pp. 25–34, 2004.

R. W. Beard, and T.W. Randal, Small Unmanned Aircraft: Theory and Practice.− Princeton: Princeton University Press, 2012, 317 p.

F. Blanchini, D. Casagrande, S. Miani, and U. Viaro, “Stable LPV realization of parametric transfer functions and its application to gain-scheduling control design,” IEEE Transactions on Automatic Control, 2010, 55, no. 10, pp. 2271−2281.

J.D. Boskovich, N. Knoebel, and R. Mehra, “An Initial Study of a Combined Robust and Adaptive Control Approach to Guaranteed Performance Flight Control,” American Control Conference, June 11-13, 2008, pp. 5150–5155.

D.E. Goldberg. Genetic Algotithms in Search, Optimization, and Machine Learning. USA: Addison – Wesley Professional, 1989, 432 p.

A.S. Holtsov, R.M. Farhadi, V.I. Kortunov, and A. Mohammadi, “Comparison of the UAV adaptive control with the robust control based on mu-synthesis,” Proceedings of the 4th International Conference on Methods and Systems of Navigation and Motion Control (MSNMC). Kyiv: NAU, 2016, pp. 18−21.

McLean D. Automatic flight control systems. Y: Prentice Hall, 1990, 593 p.

О.I. Nadsadna, “Static output feedback design of robust gain scheduled control system,” Electronics and control systems. no. 1(47), pp. 43–49, 2016.

E. Schoemig and M. Sznaier, “Mixed H2/H Control of Multi-model Plants,” Journal of Guidance, Control

and Dynamics, no.3, pp. 525–531, May-June 1995.

S. Skogestad and I. Postlethwaite, Multivariable Feedback Control. Analysis and Design. NY: John Wiley & Sons, 1997, 559 p.

V.L. Syrmos, C. Abdallah, and P. Dorato, “Static output feedback: a survey,” Proc. of 33rd IEEE Conference on Decision and Control. Orlando, Florida, 1997, pp. 837–842.

A.A. Tunik and O.P. Basanets, “Synthesis of Robust Discrete Systems for Spinning Body Guidance with Incomplete State Vector Measurement,” Proceedings of NAU, no. 2, 2010, pp. 76–84. (in Ukrainian).

R.M. Yusupov. “Methods of the Sesitivity Theory,”. in Handbook on the Automatic Control Theory, Ch. 14 in the book A.A. Krassovsky ed., Moscow: Nauka, 1987, 712 p. (in Russian).

Unmanned Dynamics LLC, AEROSIM BLOCKSET Version 1.2 User’s Guide, 2003.


Повний текст: PDF

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


ISSN 1990-5548

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License.