sapiСистемный анализ и прикладная информатика«System analysis and applied information science»2309-49232414-0481Belarusian National Technical University10.21122/2309-4923-2017-3-13-19sapi-171Research ArticleСистемный анализSystem analysisАНИЗОТРОПИЙНЫЙ РЕГУЛЯТОР ДЕМПФИРОВАНИЯ СЛУЧАЙНЫХ КОЛЕБАНИЙ ПОДВИЖНОЙ ПЛАТФОРМЫ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТАANISOTROPIC REGULATOR OF DAMPING OF RANDOM VIBRATIONS OF THE MOBILE PLATFORM OF A BILAMENT VEHICLE APPARATUSАбуфанасА. С.AbufanasA. S.upnkvk@bntu.byЛобатыйА. А.LobatyA. A.

Doctor of science, professor

lobaty@tut.byЯцынаЮ. Ф.YacinaYu. F.

Директор Государственного научно-производственного предприятия беспилотных многофункциональных комплексов

 

Director of the State Research and Production Enterprise unmanned multipurpose complexes.

yanvad003@gmail.comБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus201702112017031319Copyright © Абуфанас А.С., Лобатый А.А., Яцына Ю.Ф., 20172017Абуфанас А.С., Лобатый А.А., Яцына Ю.Ф.Abufanas A.S., Lobaty A.A., Yacina Y.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sapi.bntu.by/jour/article/view/171

Рассматривается задача демпфирования случайных воздействий на подвижную платформу с размещенной на ней системой мониторинга земной поверхности, установленную на беспилотном летательном аппарате. В качестве внешнего воздействия рассматривается случайная турбулентность атмосферы, описываемая с помощью формирующего фильтра, на вход которого поступает белый шум. Система мониторинга с подвижной платформой рассматривается как система управления, критерием оптимальности которой предлагается использовать критерий качества стохастической нормы системы, которая количественно характеризует чувствительность выхода системы к случайным входным возмущениям, вероятностное распределение которых известно не точно. Это приводит к специальному варианту стохастической нормы – анизотропийной норме. Рассматривается методика построения робастной системы фазового управления с применением анизотропийного регулятора. Путем математического моделирования получены коэффициенты оптимального регулятора. В качестве примера для оценки работоспособности предлагаемого алгоритма рассматривается один из каналов управления подвижной платформы, заданный дискретной математической моделью второго порядка. Представлены качественные иллюстрации работоспособности предлагаемого алгоритма и количественные характеристики изменения выходных сигналов. Применение анизотропийных регуляторов в системах демпфирования случайных воздействий является перспективным, так как позволяет снизить влияние на качество работы системы неопределенностей, обусловленных различиями между выбранной математической моделью и реальной оптимизируемой системой.

The problem of damping of random effects on a mobile platform with a system for monitoring the earth’s surface installed on an unmanned aerial vehicle is considered. As an external influence, we consider the random turbulence of the atmosphere, described with the aid of a shaping filter, to which white noise enters. Monitoring system with a mobile platform is considered as a control system, the criterion of optimality of which is proposed to use the criterion of quality of the stochastic norm of the system, which quantitatively characterizes the sensitivity of the output of the system to random input disturbances whose probabilistic distribution is not known accurately. This leads to a special variant of the stochastic norm-the anisotropic norm. A technique for constructing a robust phase control system using an anisotropic regulator is considered. The coefficients of the optimal regulator are obtained by mathematical modeling. As an example for evaluating the operability of the proposed algorithm, one of the control channels of the mobile platform, defined by a discrete mathematical model of the second order, is considered. Qualitative illustrations of the operability of the proposed algorithm and quantitative characteristics of the change in output signals are presented. The use of anisotropic regulators in damping systems of random effects is promising, since it allows to reduce the influence on the quality of the system operation of uncertainties caused by the differences between the chosen mathematical model and the real optimized system.

подвижная платформадемпфированиетурбулентностьанизотропийный регуляторmobile platformdampingturbulenceanisotropic regulatorReferencesБеспилотные летательные аппараты. Основы устройства и функционирования / под ред. И. С. Голубева, И. К. Туркина. – М.: МАИ, 2010. – 654 с.Unmanned aerial vehicles. Fundamentals of the device and functioning / ed. I. S. Golubeva, I. K. Turkina. – Moscow: MAI, 2010. – 654 p.Управление и наведение беспилотных маневренных летательных аппаратов на основе современных информационных технологий / под ред. М. Н. Красильщикова, Г. Г. Серебрякова. – М.: Физматлит, 2005. – 280 с.Control and guidance of unmanned maneuverable aircraft based on modern information technologies / Ed. M. N. Krasil’shchikova, G. G. Serebryakova. – Moscow: Fizmatlit, 2005. – 280 p.Абуфанас, А. С. Импульсное управление гибридной электротехнической системой / А. С. Абуфанас, А. А. Лобатый, Ю. Н. Петренко, И. Эльзейн // Системный анализ и прикладная информатика, 2016. № 4(12). – С. 46–52.Aboufanas, A. S. Pulse control of a hybrid electrical system / А. С. Aboufanas, A. A. Lobaty, Yu. N. Petrenko, I. Elzeyn // System Analysis and Applied Informatics, 2016. № 4 (12). – P. 46–52.Дмитриевский, А. А. Внешняя баллистика / А. А. Дмитриевский, Л. Н. Лысенко. – М.: Машиностроение, 2005. – 608 с.Dmitrievsky, A. A. External Ballistics. Dmitrievsky, L. N. Lysenko. – M.: Mechanical Engineering, 2005. – 608 p.Доброленский, Ю. П. Динамика полета в неспокойной атмосфере / Ю. П. Доброленский. – М.: Машиностроение, 1969. – 256 с.Dobrolensky, Yu. P. Flight dynamics in a turbulent atmosphere / Yu. P. Dobrolensky. – M.: Mechanical Engineering, 1969. – 256 p.Справочник по теории автоматического управления / под ред. А. А. Красовского. – М.: Наука, 1987. – 712 с.Handbook on the theory of automatic control / ed. A. A. Krasovsky. – Moscow: Nauka, 1987. – 712 p.Бойченко, В. А. О нижней границе анизотропийной нормы линейной стохастической системы / В. А. Бойченко, А. П. Курдюков // Автоматика и телемеханика, 2017. № 4. – С. 78–91.Boychenko, V. A. On the lower boundary of the anisotropic norm of a linear stochastic system. Boychenko,P. Kurdyukov // Automation and Telemechanics, 2017. № 4. – P. 78–91.Методы классической и современной теории автоматического управления: в 5 тт. / под ред. К. А. Пупкова и Н. Д. Егупова. – М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. – 3 т. – 616 с.Methods of classical and modern theory of automatic control: in 5 vols. / Ed. K. A. Pupkov and N. D. Egupova. – M.: Publishing house MSTU. N. E. Bauman, 2004. – 3 tons – 616 with.Лобатый, А. А. Применение анизотропийного регулятора в системе фазового управления / А. А. Лобатый, М. В. Почебут // Доклады БГУИР. – 2009. – № 7 (45). – С. 33–37.Lobaty, A. A. Application of an anisotropic regulator in a phase control system. Lobaty, M. V. Pochebut // Reports of BSUIR. – 2009. – No. 7 (45). – P. 33–37.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.