Сравнительный анализ современных подходов к синтезу систем управления летательных аппаратов

Авторы

Ефремов А. В.^*, Щербаков А. И.

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: pvl@mai.ru

Аннотация

В статье сравниваются современные подходы к синтезу систем управления летательных аппаратов. Рассматриваются достоинства и недостатки каждого из подходов. Предложен альтернативный подход к синтезу регулятора на базе принципа обратной динамики. Проведено математическое моделирование работы регуляторов для оценки качества регулирования и робастности, а также эффективности подавления возмущений с использованием нелинейной модели динамики летательного аппарата

Ключевые слова:

управление полетом, активное подавление возмущений, принцип обратной динамики, алгоритмы управления

Список источников

1. Костыгов Е.С. Исследование методов параметрического синтеза систем автоматического управления летательных аппаратов // Системный анализ и логистика. 2025. № 1(44). С. 46-56. DOI: 10.31799/2077-5687-2025-1-46-56
2.  Kim D., Oh H.S. Black-box Optimization of PID Controllers for Aircraft Maneuvering Control // International Journal of Control Automation and Systems. 2022. Vol. 20. No. 3, pp. 703-714. DOI: 10.1007/s12555-020-0915-6
3.  Аполлонов Д.В., Бибикова К.И., Шибаев В.М. и др. Формирование алгоритмов системы автоматического управления преобразуемого беспилотного летательного аппарата // Труды МАИ. 2022. № 122. DOI: 10.34759/trd2022-122-23
4.  Куликов В.В. Пропорционально-интегральный регулятор с позиционным компенсатором в продольном канале системы автоматического управления самолета // Навигация и управление летательными аппаратами. 2019. № 2(25). С. 70–82.
5.  Пантелеев А.В., Яковлева А.А. Синтез H-inf регуляторов на конечном промежутке времени // Моделирование и анализ данных. 2021. Т. 11. № 1. C. 5–19. DOI: 10.17759/mda.2021110101
6.  Агеев А.М., Сизых В.Н. Синтез оптимальных регуляторов системы управления самолетом через решение обратной задачи АКОР // Научный вестник НГТУ. 2014. Т. 56. № 3. С. 7-22.
7.  Степаньянц Г.А. Структура законов управления неустойчивыми объектами, оптимальных по критерию минимума интеграла от квадрата управляющего воздействия // Вестник Московского авиационного института. 2012. Т. 19. № 4. С. 135-140.
8.  Liu J., Ji Y., Xu L., et al. Extended State Observer Based Generalized Predictive Control for Aircraft at High Angle of Attack // International Journal of Control Automation and Systems. 2024. Vol. 22. No. 10, pp. 2578–2590. DOI: 10.1007/s12555-022-0318-y
9.  Репин А.И., Кашкина Т.И. Особенности применения минимаксных операций для управления боковым движением самолета // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 1. С. 92-98.
10.  Сторожев С.А., Хижняков Ю.Н. Новый метод адаптации регулятора состояний с применением нечеткой логики // Труды МАИ. 2021. № 118. DOI: 10.34759/trd-2021-118-16
11.  Mbikayi Z., Efremov A.V., Efremov E.V. Integration of the inverse dynamics with a reference model technique, and its application for the improvement of the helicopter flying qualities // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 868:012016. DOI: 10.1088/1757-899X/868/1/012016
12.  Колесников Е.Н., Сидорюк М.Е. Комбинация методов инверсной динамики и H∞-оптимизации в задаче управления пространственным движением самолета // Ученые записки ЦАГИ. 2007. Т. 38. № 3-4. С. 144-157.
13.  Tischler M.B., Blanken C.L., Cheung K.K., et al. Modernized control laws for UH-60 BLACK HAWK optimization and flight-test results // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 2005. Vol. 28. No. 5, pp. 964-978. DOI: 10.2514/1.8021
14.  Ефремов А.В., Щербаков А.И. Влияние порядка системы уравнений движения летательного аппарата при реализации адаптивной системы управления с онлайн-идентификацией параметров объекта управления // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2023. № 3. C. 33-40.
15.  Steffensen R., Steinert A., Mbikayi Z., et al. Filter and sensor delay synchronization in incremental flight control laws // Aerospace Systems. 2023. Vol. 6. No. 3, pp. 285–304. DOI: 10.1007/s42401-022-00186-2
16.  Живов Ю.Г., Поединок А.М. Адаптивная система управления продольным движением самолета // Ученые записки ЦАГИ. 2012. Т. XLIII. № 5. С. 91-104.
17.  Yu Y., Wang H., Shao X., et al. The attitude control of UAV in carrier landing based on ADRC // IEEE Chinese Guidance, Navigation and Control Conference (CGNCC; 12–14 August 2016; Nanjing, China). pp. 832–837. DOI: 10.1109/CGNCC.2016.7828893
18.  Lechekhab T.E., Manojlovic S., Stanković M.R., et al. Robust error-based active disturbance rejection control of a quadrotor // Aircraft Engineering and Aerospace Technology. 2021. Vol. 93. No. 1, pp. 89–104. DOI: 10.1108/AEAT-12-2019-0266
19.  Song Z., Zhao C., Zhang H., et al. Research on Aircraft Attitude Control Method Based on Linear Active Disturbance Rejection // International Journal of Aerospace Engineering. 2022. No. 5, pp. 1-8. DOI: 10.1155/2022/1908020
20.  Ефремов А.В., Оглоблин А.В., Родченко В.В. и др. Летчик как динамическая система. М.: Машиностроение, 1992. 330 с.