Cинтез регулятора для системи керування рухом БПЛА в умовах невизначеності
DOI:
https://doi.org/10.18372/1990-5548.87.20886Ключові слова:
система керування рухом, невизначеності, турбулентний вітер, регулятори, робастний структурний синтез, відстеження траєкторіїАнотація
У статті досліджуються невизначеності, властиві системам керування рухом безпілотних літальних апаратів. Розглядаються як зовнішні, так і внутрішні збурення, що діють на рухомі об'єкти. Наведено вирази для турбулентного вітру. Представлено аналіз структурованих та неструктурованих невизначеностей. Наведено результати дослідження різних типів регуляторів, включаючи PID-регулятори, LQR-регулятори, робастні регулятори та регулятори на основі нелінійних підходів та методів штучного інтелекту. Описано процедуру H-нескінченного синтезу. Представлено блок-схему перетворення неперервного регулятора в дискретний. Наведено порівняльний аналіз застосування LQR та H-нескінченних регуляторів у контурах стеження за заданою траєкторією для умов нормальної та збуреної атмосфери. Показані відповідні графічні залежності. Отримані результати можуть бути корисними для повітряних об’єктів широкого класу.
Посилання
R. Chen. “A Comprehensive Analysis of PID Control Applications in Automation Systems: Current Trends and Future Directions,” Highlights in Science Engineering and Technology, vol. 97, pp. 126–132, 2024. https://doi.org/10.54097/6q4xxg69
R.V. Petrosian, I.D. Pilkevych, A.R. Petrosian. “Algorithm for optimizing a PID controller model based on a digital filter using a genetic algorithm,” 3rd Edge Computing Workshop, April 7, 2023, Zhytomyr, Ukraine, pp 97-111. https://ceur-ws.org/Vol-3374/paper07.pdf
L.G.B. Putra, F. Wahab, T.A. Tamba. “Design and implementation of linear quadratic regulator control for two-wheeled self-balancing robot,” Bulletin of Electrical Engineering and Informatics, vol. 14, no. 2, pp. 931–939, 2025. https://doi.org/10.11591/eei.v14i2.8689
S. Skogestad, I. Postlethwaite. Multivariable Feedback Control, New York: John Wiley, 2004, 559 p.
A. A. Tunik, O A. Sushchenko, ”Usage of vector parametric optimization for robust stabilization of ground vehicles information-measuring devices,” Proceedings of the National Aviation University, no. 4, pp. 23–32, 2013. https://jrnl.nau.edu.ua/index.php/visnik/article/view/5530/6249
O. Sushchenko, “Synthesis of two-degree-of-freedom system for stabilization of information-measuring devices on moving base,” in Proc. IEEE 3rd International Conference on Methods and Systems of Navigation and Motion Control (MSNMC), Kyiv, Ukraine, pp. 150–154. 2014. https://doi.org/10.1109/MSNMC.2014.6979756
O. A. Sushchenko, “Robust control of angular motion of platform with payload based on H-synthesis,” Journal of Automation and Information Sciences, vol. 48, no. 12, pp. 13–26, 2016. https://doi.org/10.1615/JAutomatInfScien.v48.i12.20
B. I. Kuznetsov, T. B., Nikitina, and I. V. Bovdui, “Multiobjective synthesis of two degrees of freedom nonlinear robust control by discrete continuous plant,” Technical Electrodynamics, vol. 5, pp. 10–14, 2020. https://doi.org/10.15407/techned2020.05.010
K. Hatada, M. Sato, K. Hirata. “Robust controller design with reduced conservatism for calibration-free visual feedback systems and its experimental verification,” SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration. Article 2497612. 2025. https://doi.org/10.1080/18824889.2025.2497612
W. Ruchun. “Nonlinear controller design for unmanned helicopter flight platform,” Scientific Reports, 15. 2025. Article 40667. https://www.nature.com/articles/s41598-025-98132-72-7 https://doi.org/10.1038/s41598-025-98132-7
X. Chen, J. Fang, J. Li, “Robust Control Design and Optimization for Under-Actuated Mechanical Systems Considering Fuzzy Uncertainties,” Processes, vol. 13, no. 3, 609, pp. 1–29, 2025. https://doi.org/10.3390/pr13030609
K. Kyslan et al. “A Nonlinear Controller for Point-to-Point Position Control,” Energies, vol. 16, no. 17, 6339, 2023. https://doi.org/10.3390/en16176339
C.O. Gorce. Automatic Controller Design: Using Artificial Intelligence Principles in Automatic Control. Preprint 2024. https://doi.org/10.20944/preprints202408. 0957.v1
M. V. Cook. Flight Dynamics Principles. Amsterdam: Elsevier, 2007
P. N. Paraskevopoulos. Modern Control Engineering, Boca Raton: CRC Press, 2001, 736 p.
G. Balas, R. Chiang, A. Packard, M. Safonov, Robust Control Toolbox User’s Guide. The Math Works Inc, 2005–2008.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Науковий журнал "Електроніка та системи управління" дотримується принципів відкритого доступу (Open Access) та забезпечує вільний, негайний і постійний доступ до всіх опублікованих матеріалів без фінансових, технічних або юридичних обмежень для читачів.
Усі статті публікуються у відкритому доступі відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).
Авторські права
Автори, які публікують свої роботи в журналі ""Електроніка та системи управління":
-
зберігають за собою авторські права на свої публікації;
-
надають журналу право на перше опублікування статті;
-
погоджуються на поширення матеріалів за ліцензією CC BY 4.0;
-
мають право повторно використовувати, архівувати та поширювати свої роботи (у тому числі в інституційних та тематичних репозитаріях) за умови посилання на первинну публікацію в журналі.
