СИНТЕЗ РЕГУЛЯТОРА КОНТУРУ КУТА КРЕНУ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ КВАДРОКОПТЕРА З КОМПЕНСУЮЧИМ РЕГУЛЯТОРОМ КОНТУРУ СТРУМУ

УДК:629.374.7

DOI:10.25140/2411-5363-2019-4(18)-169-174

Автор:

Денисов Юрій Олександрович, Чернігівський національний технологічний університет (вул. Шевченка, 95, м. Чернігів, 14035, Україна)

Городній Олексій Миколайович, Чернігівський національний технологічний університет (вул. Шевченка, 95, м. Чернігів, 14035, Україна)

Середа Олег Васильович, Чернігівський національний технологічний університет (вул. Шевченка, 95, м. Чернігів, 14035, Україна)

Мова статті: українська

Анотація:

Актуальність теми дослідження. Постановка теми дослідження викликана необхідністю підвищення якості енергетики та динаміки в системах управління польотом безпілотних літальних апаратів (БПЛА), враховуючи їх зростаючу роль у промисловій, побутовій та військовій сферах.

Постановка проблеми. У системах керування польотом БПЛА з чотирма несучими гвинтами (квадрокоптер) процеси керування впливають на процеси споживання електроенергії від бортового акумулятора. Втрати потужності в силових компонентах систем керування квадрокоптером можна знизити, якщо усунути вплив пульсацій проти-е.р.с. електродвигуна на форму струму, що споживається від акумулятора. Досягнення цієї мети можливе за рахунок реалізації необхідних законів керування в контурах системи.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Аналіз відомих публікацій за темою дослідження показав, що в них не приділено уваги питанням економного використання енергетичного ресурсу акумулятора. Основна увага приділяється удосконаленню процесів управління та навігації без урахування їх зв’язків з енергетичними процесами. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Існування поставленої проблеми є наслідком неврахування впливу процесів управління на якість процесів енергоспоживання. Це проявляється в тому, що в наявних одноконтурних системах керування квадрокоптером регулятор настроюється на необхідну швидкодію та перерегулювання без урахування впливу закону керування на якість енергетичних процесів, тобто без контролю форми струму, що споживається.

Постановка завдання. Відомі системи керування квадрокоптером мають один контур регулювання. Для контролю струму, що споживається від акумулятора, необхідно мати контур струму та контур швидкості, що підкорюється головному контуру кута крену. Система керування польотом БПЛА повинна мати три контури регулювання.

Виклад основного матеріалу. Для триконтурної системи керування польотом квадрокоптера виконано синтез цифрового регулятора головного контуру, котрий регулює кут крену. Процедура синтезу включає в себе врахування впливу пропорційно-інтегрального регулятора з астатизмом другого порядку, який включений у контур струму для компенсації пульсацій проти-е.р.с. безколекторного двигуна постійного струму (БДПС). У результаті синтезу отримана структура і параметри ланок регулятора контуру кута крену у вигляді цифрового рекурсивного фільтра.

Висновки відносно статті. Синтезовано цифровий регулятор контуру кута крену для триконтурної системи управління квадрокоптером. Регулятор дозволяє стабілізувати процес польоту з економією енергетичного ресурсу бортового акумулятора. 

Ключові слова:

квадрокоптер; модифіковане z-перетворення; оптимізація; цифровий фільтр; енергоефективність

Список використаних джерел:

1. Денисов Ю., Шаповалов О., Середа О., Куц Е. Оптимізація енергодинамічних процесів у системі керування приводом стабілізації польоту безпілотного літального апарата. Технічні науки та технології. 2018. № 3(13). С. 187-193.

2. Шилов К. Е. Разарботка систем автономатического управления беспилотным летательным аппаратом мультироторного типа. Труды МФТИ. 2014. Т. 6, № 4. С. 139-151.

3. Стабилизация беспилотного летательного аппарата на основе нейросетевого регулятора / С. С. Андронов и др. Санкт-Петербург: Ун-т НИУИТМО, 2016. Т. 16, № 5. С. 796–800.

4. Цыпкин Я. З. Основы теории автоматических систем. Москва: Наука, 1977. 560 с. 

Завантажити