Яцун Сергей Фёдорович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой механики, мехатроники и робототехники
ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040
Sergey F. Yatsun, Dr. of Sci. (Engineering), Professor, Head of Mechanics, Mechatronics and Robotics Department
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040
Емельянова Оксана Викторовна кандидат технических наук, доцент
ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040
Oksana V. Emelyanova, Cand. of Sci. (Engineering), Associate Professor, Mechanics, Mechatronics and Robotics Department
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040
Андрес Сантьяго Мартинес Леон, аспирант
ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040
Andres Santiago Martinez Leon, Post-Graduate Student, Department of Mechanics, Mechatronics and Robotics
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040
Луис Мигель Москера Морочо, аспирант
ул. 50 лет Октября 94, г. Курск 305040
Luis Miguel Mosquera Morocho, Post-Graduate Student, Department of Mechanics, Mechatronics and Robotics
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040
Цель исследования. В статье рассматривается задача мониторинга водных акваторий с целью контроля за её физико-химическим состоянием с помощью летающей лаборатории (ЛЛ), в состав которой входят летательный аппарат с навесным водозаборным оборудованием и программно-аппаратный комплекс. Особенностью мониторинга открытых водоёмов являются непредсказуемость поведения воздушной и водной среды, периодическое отсутствие визуального контакта оператора с летательным аппаратом, неопреде-ленность характеристик трикоптера. Поэтому целью данной статьи является исследование параметров системы управления (СУ) для обеспечения требований точности позиционирования летательного аппарата в условиях неопределенностей внешних параметров. Методы. Для решения поставленных задач использовались методы теоретической механики и механики роботов. При изучении закономерностей движения конвертоплана использовались методы математического моделирования динамических систем. Для планирования и управления движением летательного аппарата применялось адаптивное управление с эталонной моделью. Результаты. Использование адаптивного управления движением ЛЛ позволило обеспечить сходимость к нулю ошибки слежения, т.е. разности между выходными сигналами и эталонной моделью. Предложенная система управления даёт хороший результат при небольших возмущающих воздействиях. Определены параметры регулятора, обеспечивающие качественные показатели САУ в заданных пределах. Заключение. Разработана математическая модель и выполнено математическое моделирование движения конвертоплана в условиях неопределенностей внешних воздействий. Рассмотрена задача параметрического управления трикоптером, когда настройке доступны коэффициенты регулятора. Разработанные алгоритмы в системе адаптивного управления позволили обеспечить скорейшее подавление внешних возмущений по сравнению с традиционной системой ПИД регулирования для случая линейного описания объекта управления.
Purpose of research. The article deals with the problem of monitoring water areas in order to control their physical and chemical conditions using a flying laboratory (FL) which includes an aircraft with attachable water intake equipment and a software and hardware system. A specific feature of the monitoring of surface waters is the unpredictable behavior of air and water, periodic absence of visual contact with the aircraft, the uncertainty of tricopter characteristics. Therefore, the purpose of this article is to study the parameters of the control system (CS) to meet the requirements for the accuracy of aircraft positioning in conditions of uncertainty of external parameters. Methods. Theoretical mechanics and robot mechanics methods were used to solve the set tasks. Methods for mathematical modeling of dynamic systems were used to study the patterns of convertiplane movement. Adaptive control with a reference model were used to plan and control the movement of the aircraft. Results. The use of adaptive FL motion control made it possible to ensure convergence to zero of the tracking errors i.e., the difference between the output signals and the reference model. The proposed control system gives a good result with small disturbing effects. The parameters of the regulator that ensure the quality indicators of the ACS within the specified limits are determined. Conclusion. A mathematical model was developed and mathematical modeling of the convertiplane movement under conditions of uncertainty of external influences was performed. The problem of parameter control of a convertiplane was considered when the control coefficients were available for setting. The developed algorithms in the adaptive control system made it possible to provide faster suppression of external disturbances in comparison with the traditional PID control system for the case of a linear description of the controlled object.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.