Анализ точности систем управления многороторными беспилотными летательными аппаратами при стационарных случайных воздействиях

Անօդաչու թռչող սարքերի կառավարման համակարգերի ճշգրտության վերլուծություն պատահական ազդեցությունների դեպքում ; Analyzing the Accuracy of Control Systems of Multi-Rotor Unmanned Aerial Vehicles at Stationary Random Signals

Гаспарян, О. Н. ; Оганян, О. Г. ; Карапетян, А. К. ; Симонян, Т. А.

Պատ․ խմբ․՝ Ա․ Գ․ Նազարով (1957-1964) ; Մ․ Վ․ Կասյան (1964-1988) ; Ռ․ Մ․ Մարտիրոսյան (1989-2017 ) ; Գլխավոր խմբ․՝ Վ․ Շ․ Մելիքյան (2018-)

Автоматизация и системыуправления

многороторный БПЛА ; многомерная система управления ; стационарные случайные воздействия ; статистическая точность ; частичная потеря эффективности моторов

101-113

На основе метода характеристических передаточных функций рассматривается инженерная методика анализа точности взаимосвязанных систем управления беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) при стационарных случайных воздействиях с гауссовским распределением вероятностей. При этом учитывается возможная частичная потеря эффективности моторов, которая приводит к тому, что отдельные каналы системы управления БПЛА оказываются взаимосвязанными, и система должна рассматриваться как многомерная система автоматического управления с четырьмя входами и четырьмя выходами. В качестве обобщенной меры точности системы управления БПЛА при случайных воздействиях выбрана дисперсия модуля вектора ошибки системы. Получены простые выражения для оценки сверху указанной дисперсии. Показано, что при выборе идентичных ПИД-регуляторов в отдельных каналах и некоррелированных случайных помехах с одинаковой спектральной плотностью оценку сверху дисперсии модуля вектора ошибки системы можно выразить через дисперсии на выходах одномерных характеристических систем. Приведен числовой пример анализа статистической точности системы управление квадрокоптером․
Հիմնվելով բնութագրիչ փոխանցման ֆունկցիաների մեթոդի վրա` դիտարկվում է ԱԹՍ-ի փոխկապակցված կառավարման համակարգերի ճշգրտության վերլուծության ինժեներական մեթոդիկա՝ հավանականությունների Գաուսյան բաշխում ունեցող ստացիո- նար պատահական ազդեցությունների դեպքում։ Հաշվի են առնվում շարժիչների արդյունավետության հնարավոր մասնակի կորուստները, ինչը հանգեցնում է նրան, որ ԱԹՍ-երի կառավարման համակարգի առանձին կապուղիները փոխկապակցված են, և համակարգը պետք է դիտարկվի որպես չորս մուտքով և չորս ելքով բազմաչափ ավտոմատ կառավարման համակարգ: Որպես ԱԹՍ-ի կառավարման համակարգի ճշգրտության չափ պատահական ազդեցություների դեպքում ընտրվել է համակարգի սխալի վեկտորի մոդուլի դիսպերսիան։ Նշված դիսպերսիաի վերին գնահատականի համար ստեղծվել են պարզ արտահայտություններ։ Ցույց է տրվել, որ առանձին կապուղիներում միանման ՀԻԴ կարգավորիչների ընտրության և ոչ կոռելյացված ու միևնույն սպեկտրային խտությամբ պատահական աղմուկների դեպքում համակարգի սխալի վեկտորի մոդուլի դիսպերսիայի գնահատականը կարելի է արտահայտել միաչափ բնութագրիչ համակարգերի ելքի դիսպերսիաներով։ Ներկայացված է քառապտուտակ ԱԹՍ-ի կառավարման համակարգի վիճակագրական սխալի վերլուծության թվային օրինակ։
Based on the method of characteristic transfer functions, an engineering technique for analyzing the accuracy of interconnected unmanned aerial vehicles (UAV) control systems at stationary random signals with a Gaussian probability distribution is considered. The technique takes into account the possible partial losses of efficiency of the motors, which bring to cross-connections between separate channels of the UAV’s control system. As a result, the system should be considered as a multivariable feedback control system with four inputs and four outputs. As a generalized measure of the accuracy of the UAV control system under random signals, the variance of the system error vector magnitude is chosen. Simple expressions are obtained for the upper bound of the indicated variance. It is shown that when choosing identical PID controllers in separate channels and in case of uncorrelated random noise with the same spectral density, the upper estimate of the variance of the system error vector magnitude can be expressed through the variances at the outputs of one-dimensional characteristic systems. A numerical example of the analysis of statistical accuracy of the quadcopter control system is given.

Երևան

ՀՀ ԳԱԱ Հիմնարար գիտական գրադարան