Preview

Научный вестник МГТУ ГА

Расширенный поиск

Использование метода локализации для расчета параметров робастного ПИД-регулятора для сервопривода беспилотного летательного аппарата

https://doi.org/10.26467/2079-0619-2020-23-1-95-105

Полный текст:

Аннотация

Рассмотрена задача управления типовым нелинейным сервоприводом беспилотного летательного аппарата с нестационарными параметрами с помощью робастного ПИД-регулятора. Рассмотрена процедура расчета параметров робастного ПИД-регулятора, основанного на методе локализации (далее – МЛ ПИД-регулятор), для непрерывных и дискретных систем управления. Рассмотрено влияние возмущающих факторов (внутренних и внешних), действующих на параметры сервопривода. Установлено, что к основным возмущениям, действующим на сервопривод, относятся внутренние возмущения, представляющие собой изменения постоянной времени и его коэффициента усиления от температуры окружающей среды и качества питающего напряжения. Проведенное моделирование в классе линейных и нелинейных непрерывных систем показало, что сервопривод с МЛ ПИД-регулятором имеет свойство робастности в рабочем диапазоне изменения как входного сигнала, так и параметров сервопривода и регулятора. Приведены результаты моделирования, демонстрирующие полученные результаты. При описании сервопривода с МЛ ПИД-регулятором в классе линейных дискретных систем, его робастность ограничена узким диапазоном изменения как его нестационарных параметров, так и периодом квантования входного сигнала. По мере увеличения степени неопределенности в параметрах сервопривода (приближения к рабочему диапазону их изменения), дискретная система теряет не только робастность, но и устойчивость. Приведены результаты моделирования, демонстрирующие полученные результаты. Для синтеза робастных контуров управления беспилотным летательным аппаратом с заданными характеристиками представлены математические зависимости времени установления и статической ошибки типового сервопривода с МЛ ПИД-регулятором от периода квантования входного сигнала и степени неопределенности в его параметрах.

Об авторах

А. А. Санько
Белорусская государственная академия авиации
Беларусь

Санько Андрей Анатольевич, кандидат технических наук, доцент

г. Минск



А. А. Шейников
Военная академия Республики Беларусь
Беларусь

Шейников Алексей Алексеевич, кандидат технических наук, доцент

г. Минск



Т. А. Тищенко
Белорусская государственная академия авиации
Беларусь

Тищенко Тарас Анатольевич, магистрант

г. Минск



Д. А. Смольский
Белорусская государственная академия авиации
Беларусь

Смольский Дмитрий Александрович, инженер

г. Минск



Список литературы

1. Биард Р.У., МакЛэйн Т.У. Малые беспилотные летательные аппараты: теория и практика. М.: ТЕХНОСФЕРА, 2015. 312 c.

2. Гриднев Ю.В., Иванов А.Г. Робастный автопилот канала тангажа беспилотного летательного аппарата // Доклады БГУИР. 2017. № 3(105). С. 40–44.

3. Cori R, Maffezzoni C. Practical optimal control of a drum boiler power plant // Automatica. 1984. Vol. 20, iss. 2. Pp. 163-173. https://doi.org/10.1016/0005-1098(84)90022-0

4. Pellegrinetti G., Bentsman J. H ∞ controller design for boilers // International Journal of Robust Nonlinear Control. 1994. Vol. 4. Pp. 645-671. https://doi.org/10.1002/rnc.4590040503

5. Tan W., Marquez H.J., Chen T. Multivariable robust controller design for boiler system // IEEE Transactions on Automatic Control System Technology. 2002. Vol. 10, iss. 5. Pp. 735–742. DOI: 10.1109/TCST.2002.801787

6. Petrović T., Ivezić D., Debeljković D. Robust IMC controller for a solid-fuel boiler // Engineering simulation. 2000. Vol. 17, no. 2. Pp. 211–224.

7. Bobtsov A. Stabilization of a chaotic Van der Pole system / A.Bobtsov, N.Nikolaev, A.Pyrkin, O.Slita // IFAC Proceedings Volumes: 17th IFAC World Congress. 2008. Vol. 41, iss. 2. Pp. 15143–15147. https://doi.org/10.3182/20080706-5-KR-1001.02561

8. O’Dwyer A. Handbook of PI and PID controller tuning rules. 3rd ed. ICP, 2010. 608 p.

9. Земцов Н.С., Французова Г.А. Расчет параметров робастного ПИД-регулятора на основе метода локализации // Вестник ЮУрГУ. Серия Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. 2013. Т. 13, № 4. С. 134–138.

10. Востриков А.С. Синтез систем регулирования методом локализации: монография. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2007. 252 с.

11. Бирюков В.П. Смазочные материалы, топлива и технические жидкости: учеб. пособие. М.: МИИТ, 2008. 183 с.

12. Fortunato M. Изменение емкости керамических конденсаторов от температуры и напряжения, или как ваш конденсатор на 4,7мкФ превращается в 0,33мкФ [Электронный ресурс] // Хабр – сообщество IT специалистов. URL: https://habr.com/ru/post/384833/ (дата обращения 26.11.2019).

13. Мхитарян А.М. Аэродинамика: учебник для ВУЗов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1976. 448 с.

14. Томасов В.С. Сервоприводы систем наведения высокоточных оптико-механических комплексов / В.С. Томасов, В.А. Толмачев, С.Ю. Ловлин, А.В. Гурьянов, К.М. Денисов // Сервопривод: доклады науч.-метод. Семинара. 31 января 2013 г. М.: МЭИ. 2013. С. 46–62.

15. Козаченко В.Ф. Встраиваемые высокопроизводительные цифровые системы управления. Практический курс разработки и отладки программного обеспечения сигнальных микроконтроллеров TMS320x28xxx в интегрированной среде Code Composer Studio / В.Ф. Козаченко, А.С. Анучин, Д.И. Алямкин, А.В. Дроздов и др.; под ред. В. Ф. Козаченко. М.: Издательский дом МЭИ, 2010. 270 с.

16. Бараз В. Р. Корреляционно-регрессионный анализ связи показателей коммерческой деятельности с использованием программы Excel: учеб. пособие. Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ–УПИ», 2005. 102 c.


Для цитирования:


Санько А.А., Шейников А.А., Тищенко Т.А., Смольский Д.А. Использование метода локализации для расчета параметров робастного ПИД-регулятора для сервопривода беспилотного летательного аппарата. Научный вестник МГТУ ГА. 2020;23(1):95-105. https://doi.org/10.26467/2079-0619-2020-23-1-95-105

For citation:


Sanko A.A., Sheinikov A.A., Tishchenko T.A., Smolskiy D.A. The use of the localization method for calculation of the robust PID regulator parameters for unmanned aircraft servo motor. Civil Aviation High Technologies. 2020;23(1):95-105. (In Russ.) https://doi.org/10.26467/2079-0619-2020-23-1-95-105

Просмотров: 63


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2079-0619 (Print)
ISSN 2542-0119 (Online)