sapiСистемный анализ и прикладная информатика«System analysis and applied information science»2309-49232414-0481Belarusian National Technical University10.21122/2309-4923-2019-2-23-30sapi-263Research ArticleУправление техническими объектамиManagement of technical objectsВлияние ветровых возмущений и нелинейностей сервопривода на контур стабилизации высоты полета беспилотного летательного аппаратаInfluence of wind disturbances and nonlinearities of servo drive on the contour of stabilization of the flight of height of unmanned aerial vehicleМалкинВ. А.MalkinV. A.РожковИ. В.RozhkovI. V.7528972@mail.ruСанькоА. А.San’koA. A.min.777.144@mail.ruВоенная академия Республики БеларусьРоссияMilitary Academy of the Republic of BelarusRussian FederationБелорусская государственная академия авиацииБеларусьBelarusian State Academy of AviationBelarus201928082019022330Copyright © Малкин В.А., Рожков И.В., Санько А.А., 20192019Малкин В.А., Рожков И.В., Санько А.А.Malkin V.A., Rozhkov I.V., San’ko A.A.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/263

В статье рассматривается математическая модель ветра с учетом его стохастической составляющей и ветра устойчивого направления, представлены результаты сравнительного анализа влияния параметров ветра на суммарный вектор скорости ветра, действующего на беспилотный летательный аппарат (БЛА). Рассмотрены основные нелинейности элементов сервопривода автопилота и их влияние на выходной сигнал. Рассмотрена реакция контура стабилизации высоты полета БЛА на ветер с учетом нелинейностей элементов сервопривода. Доказана необходимость учета ветра при синтезе систем автоматического управления (САУ) и контуров угловой стабилизации БЛА на этапах, где скорости полета БЛА меньше 30 м/c.

The article discusses a mathematical model of wind, taking into account its stochastic component and wind of a steady direction, presents the results of a comparative analysis of the effect of wind parameters on the total wind velocity vector acting on unmanned aerial vehicles (UAV). The main non-line arities of the autopilot servo elements and their influence on the output signal are considered. The reaction of the contour of the UAV flight altitude stabilization to the wind is considered, taking into account the nonlinearity of the servo drive elements. Proved the need to take into account the wind in the synthesis of automatic control systems (ACS) and the contours of the angular stabilization of the drone at stages where the flight speed of the drone is less than 30 m / s.

ветербеспилотный летательный аппаратматематическая модель ветраматематическая модель сервоприводанелинейности сервоприводаReferencesРобастный автопилот канала тангажа летательного аппарата: пат. 18251 Респ. Беларусь / В. А. Малкин, Ю. В. Гриднев, А. Н. Пальцев, А. А. Цанава; заявитель Государственное научное учреждение «Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси». – № а 20111592; заявл. 24.11.11; опубл. 30.06.13 // Афiцыйны бюл. / Нац. цэнтр iнтэлектуал. уласнасцi. – 2013. – С. 8.Robust autopilot of the pitch channel of the aircraft: pat. 18251 Rep. Belarus / V. A. Malkin, Yu. V. Gridnev, A. N. Fingers, A. A. Tsanava; applicant State Scientific Institution «Physico-Technical Institute of the National Academy of Sciences of Belarus.» – № a 20111592; declare 24.11.11; publ. 30.06.13 // Afi bul. / Nat. center of intelectual. ulasnastsi. – 2013. – p. 8.Гриднев, Ю. В. Робастный автопилот канала тангажа беспилотного летательного аппарата / Ю. В. Гриднев, А. Г. Иванов // Доклады БГУИР. – 2017. – № 3 (150). – С. 40–44.Gridnev, Y. V. Robust autopilot of the pitch channel of an unmanned aerial vehicle / Y. V. Gridnev, A. G. Ivanov // Reports of BGUIR. – 2017. – № 3 (150). – P. 40–44.Распопов, Б. Я. Автопилот мини-беспилотного летательного аппарата / Б. Я. Распопов [и др.] // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2008. – № 10. – С. 19.Raspopov, B. Ya. Autopilot of a mini unmanned aerial vehicle / B. Ya. Raspopov [et al.] // Mechatronics, automation, control. – 2008. – № 10. – p. 19.Рэндал У. Биард, Тимоти У. Мак Лэйн. Малые беспилотные летательные аппараты: теория и практика. – Москва: ТЕХНОСФЕРА, 2015. – 312 c.Randal W. Byard, Timothy W. McLain. Small unmanned aerial vehicles: theory and practice. – Moscow: TECHNOSPHERA, 2015. – 312 p.[Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.mathworks.com/help/aerotbx/environment.html. – Дата доступа: 5.03.2019.[Electronic resource]. – Access mode: https://www.math-works.com/help/aerotbx/environment.html. – Access date: 5.03.2019.[Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.energywind.ru/recomendacii/skorost-vetra-belarus.html. – Дата доступа: 20.02.2019.[Electronic resource]. – Access mode: https://www.energywind.ru/recomendacii/skorost-vetra-belarus. html. – Access Date: 20.02.2019.Flying Qualities of Piloted Airplanes. U. S. Military Specification MIL-F-8785C. Washington, D. C.: U. S. Department of Defense, 1980.Flying Qualities of Piloted Airplanes. U. S. Military Specification MIL-F-8785C. Washington, D. C.: U. S. Department of Defense, 1980.Санько, А. А. Основы построения и алгоритмы работы навигационных систем воздушных судов: пособие по изучению дисциплины. Часть 1 / сост.: А. А. Санько, В. М. Дедков. – Минск: БГАА, 2016. – 96 с.Sanko, A. A. Basics of construction and algorithms of the navigation systems of aircraft: a manual for the study of discipline. Part 1 / comp.: A. A. Sanko, V. M. Dedkov. – Minsk: BGAA, 2016. – 96 p.Сервопривод: доклады научно-методического семинара, 31 января 2013 года / М-во образования и науки Российской Федерации, Нац. исследовательский ун-т «МЭИ», Каф. автоматизированного электропривода; [редкол.: А. С. Анучин, М. Г. Бычков, А. Н. Ладыгин]. – Москва: Изд-во МЭИ, 2013. – 88 с.: ил., табл.; 21 см.; ISBN 978–5– 7046–1367–1.Servo drive: reports of the scientific and methodological seminar, January 31, 2013 / Ministry of Education and Science of the Russian Federation, Nat. Research University «MEI», Kaf. automated electric drive; [Edited: A. S. Anuchin, M. G. Bychkov, A. N. Ladygin]. – Moscow: MEI Publishing House, 2013. – 88 pp., Ill., Tabl.; 21 cm; ISBN 978–5–7046– 1367–1.[Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.mirsmazok.ru/smazki/dlya-chego-nuzhna-silikonovayasmazka/. Дата доступа: 5.03.2019.[Electronic resource]. – Access mode: https://www.mirsmazok.ru/smazki/dlya-chego-nuzhna-silikonovaya-smazka. Date of access: 5.03.2019.Мхитарян, А. М. Аэродинамика: учебник для авиац. специальностей вузов / А. М. Мхитарян. – изд. 2-е, перераб. и доп. – Москва: Машиностроение, 1976. – 446 с.Mkhitaryan, A. M. Aerodynamics: a textbook for aviats. university specialties / A. M. Mkhitaryan. – ed. 2nd, Pererab. and add. – Moscow: Mechanical Engineering, 1976. – 446 p.Михалев, И. А. Системы автоматического управления полетом самолета. Методы анализа и расчета / И. А. Михалев. – Москва: Машиностроение, 1971. – 464 с.Mikhalev, I. A. Automatic fl control systems of the aircraft. Methods of analysis and calculation / I. A. Mikhalev. – Moscow: Mechanical Engineering, 1971. – 464 p.

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