Адаптивная конфигурация контроллера нечеткой логики динамики полета беспилотного летательного аппарата

В сочетании с быстрорастущим спросом на беспилотные летательные аппараты для наблюдения и разведки необходимы усовершенствованные контроллеры для этих критически важных систем. В статье предлагается конструкция контроллера динамики полета, учитывающая различные неопределенности для беспилотного летательного аппарата средней дальности. В дополнение к нелинейностям динамики полета рассматриваются три основных источника неопределенностей, вызванных неизвестными параметрами контроллера, ошибками моделирования и внешними помехами. Разработан надежный адаптивный контроллер нечеткой логики, отвечающий за нелинейную динамику полета при наличии множества неопределенностей. Нелинейная динамика полета опирается на мягкую ассоциацию локальных линейных моделей. При построении контроллера определяется оптимальная эталонная модель, которая стабилизируется с помощью процедуры линейного квадратичного регулятора. Затем для нелинейной модели разрабатывается контроллер нечеткой логики. С целью устранения неопределенностей коэффициенты усиления контроллера нечеткой логики перенастраиваются и постоянно корректируются для надежной адаптации. Производительность надежного адаптивного контроллера нечеткой логики оценивается с точки зрения стабилизации поперечной и продольной динамики полета и отслеживания переменных состояния эталонной модели в условиях различных неопределенностей.

1. Верба В.С., Татарский Б.Г. Комплексы с беспилотными летательными аппаратами. Книга 1: Принципы построения и особенности применения комплексов с беспилотными летательными аппаратами. М.: Радиотехника; 2016. 423 с.

2. Верба В.С. Татарский Б.Г. Комплексы с беспилотными летательными аппаратами. Книга 2: Робототехнические комплексы на основе беспилотных летательных аппаратов. М.: Радиотехника; 2016. 376 с.

3. Чернодаров А.В. Контроль, диагностика и идентификация авиационных приборов и измерительно-вычислительных комплексов. М.: Научтехлитиздат; 2017. 300 с.

4. Оболенский Ю.Г. Управление полетом маневренных самолетов. М.: Воениздат; 2007. 480 с.

5. Волобуев М.Ф. Методы логического резервирования систем управления сложными техническими объектами: теория практика. Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА»; 2017. 294 с.

6. Радиоэлектронное оборудование и система управления БПЛА. Учебное пособие. М.: Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»; 2023. 196 с.

7. Шишкин В.Ю. Волобуев М.Ф., Скогорев К.К. Обнаружение постепенных отказов в дублированной системе с использованием нечеткой логики. Радиотехника. 2017;(11):72–77.

8. Лысенко Л.Н., Шам Нгуен Чонг. Анализ применимости существующих компьютерных технологий для автоматизации синтеза нечеткого управления движением легкого дистанционно пилотируемого летательного аппарата в сложных метеорологических условиях. Научный вестник МГТУ ГА. 2014;(200):118–125.

9. Ульянов Г.Н., Иванов С.А., Владыко А.Г. Модель канала управления беспилотного летательного аппарата с нечетким логическим контроллером. Информационно-управляющие системы. 2012;59(4):70–73.

10. Матвеев Е.В., Глинчиков В.А. Нечеткий логический вывод в системе управления беспилотного летательного аппарата. Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. 2011;4(1):79–91.

11. Карпович Д.С., Шумский А.Н., Сарока В.В. Система управления беспилотным летательным аппаратом с применением теории нечетких множеств. Труды БГТУ. Серия 3: Физико-математические науки и информатика. 2016;188(6):110–116.

12. Кохи Д.А. Введение в устойчивость и управление воздушным судном. Итака, Нью-Йорк: Школа машиностроения и аэрокосмической инженерии Сибли. Корнельский университет; 2011. 153 с.