80001

Автор(ы): 

Автор(ов): 

3

Параметры публикации

Тип публикации: 

Статья в журнале/сборнике

Название: 

Синтез робастных алгоритмов управления квадрокоптером с учетом ограничений на скорости и подъемные силы

ISBN/ISSN: 

1684-6427

DOI: 

10.17587/mau.26.39-52

Наименование источника: 

  • Мехатроника, автоматизация, управление

Обозначение и номер тома: 

Т. 26, №1

Город: 

  • Москва

Издательство: 

  • Новые Технологии

Год издания: 

2025

Страницы: 

39-52
Аннотация
Представлен синтез системы слежения для квадрокоптера, рассматриваемого как твердое тело с шестью степенями свободы и четырьмя управляющими воздействиями (подъемными силами роторов), с учетом проектных ограничений на скорости и управления. Объект функционирует в условиях параметрических и внешних возмущений, а также неполных измерений. Контур слежения спроектирован типовым образом и состоит из связанных подсистем поступательного и вращательного движений, имеющих по три входа и три выхода. Эталонные траектории независимо задаются для пространственного положения центра масс квадрокоптера и угла рысканья. Углы тангажа и крена выполняют двойную функцию: в подсистеме поступательного движения они вместе с общей подъемной силой выполняют роль управлений, которые рассматриваются как задающие воздействия в подсистеме вращательного движения. Научная новизна связана с разработанным методом синтеза динамической обратной связи с использованием кусочно-линейных обратных связей с насыщением в регуляторах, наблюдателях состояния и возмущений, а также динамических дифференциаторов задающих воздействий. Применение для синтеза следящих подсистем пространственных и угловых положений блочного принципа управления с комбинированными кусочно-линейными обратными связями с насыщением позволило обеспечить стабилизацию ошибок слежения при наложенных ограничениях на скорости и управления. Редуцированные динамические наблюдатели с кусочно-линейной коррекцией снижают вычислительную нагрузку. По измерениям ошибок слежения они восстанавливают с заданной точностью составные сигналы, включающие неизмеряемые скорости, неопределенные параметры и внешние возмущения без необходимости индивидуальной идентификации неопределенных параметров. Формирование обратной связи по переменным таких наблюдателей обеспечивает робастность следящей системы. Вместо проблематичных в реализации операций численного дифференцирования для восстановления производных задающих воздействий применяются динамические дифференциаторы с кусочно-линейной коррекцией, которые способны обрабатывать кусочно-дифференцируемые сигналы и не порождают всплесков оценочных сигналов в особых точках. Приведены результаты численного моделиро- вания, подтверждающие эффективность разработанных алгоритмов.

Библиографическая ссылка: 

Кокунько Ю.Г., Краснова С.А., Уткин В.А. Синтез робастных алгоритмов управления квадрокоптером с учетом ограничений на скорости и подъемные силы // Мехатроника, автоматизация, управление. 2025. Т. 26, №1. С. 39-52.