Структурно-параметричний синтез системи управління літальним апаратом

Abstract

Актуальність дослідження. Системи управління літальними апаратами (ЛА) є одними з найважливіших елементів літаків, гелікоптерів, безпілотних літальних апаратів (БПЛА) та інших повітряних суден. Вони забезпечують стабільність і керованість ЛА в широкому діапазоні умов польоту, включаючи зміну атмосферних умов, неточності в моделі ЛА та непередбачені зовнішні впливи. В останні роки спостерігається тенденція до збільшення складності та інтелектуалізації систем управління ЛА. Це пов'язано з розвитком технологій, таких як цифрова обробка сигналів, штучний інтелект та машинне навчання. Одним із перспективних напрямів розвитку систем управління ЛА є застосування структурно-параметричного синтезу. Цей метод дозволяє синтезувати систему управління з заданими характеристиками, враховуючи структурні обмеження, такі як обмеження на кількість використовуваних елементів управління, каналів зв'язку та інших компонентів системи. Метою даної роботи є дослідження впливу структурно-параметричного синтезу на ефективність управління літальним апаратом Ан-148. Для досягнення цієї мети необхідно вирішити такі завдання: • Ознайомитися з основними теоретичними аспектами структурно-параметричного синтезу систем управління ЛА. • Провести аналіз показників робастності системи управління АН-148. • Розробити структурно-параметричний синтез системи управління АН-148 з підвищеною робастністю. • Провести порівняльне дослідження ефективності системи управління Ан-148 з базовою і синтезованою системами. У першому розділі розглядаються загальні відомості про літальний апарат Ан-148. Описуються історія створення та розвитку ЛА, його технічні характеристики та особливості конструкції, а також система управління. У другому розділі розглядаються теоретичні аспекти структурно-параметричного синтезу, показник робастності в системах управління, фільтр Люенберга та його застосування в системах управління ЛА. На основі отриманих знань проводиться дослідження впливу структурно-параметричного синтезу на ефективність управління літальним апаратом Ан-148. Вихідними даними для розроблення теми є: • Технічні характеристики літального апарату Ан-148. • Моделі руху ЛА в різних каналах управління. • Вимоги до якості управління ЛА. Обґрунтування необхідності проведення дослідження. Необхідність проведення даного дослідження обумовлена такими факторами: • Зростання вимог до систем управління ЛА. • Перспективність методу структурно-параметричного синтезу. • Відсутність досліджень впливу структурно-параметричного синтезу на ефективність управління літальним апаратом Ан-148. Міжнародні тенденції розв'язання поставлених задач. У світовій практиці широко застосовується метод структурно-параметричного синтезу систем управління ЛА. Цей метод використовується при проектуванні систем управління ЛА різного призначення, включаючи військові, цивільні та безпілотні ЛА. Найбільш відомими розробками в області структурно-параметричного синтезу систем управління ЛА є такі: • Система управління літальним апаратом F-22 Raptor (США). • Система управління літальним апаратом Airbus A380 (Європа). • Система управління безпілотним літальним апаратом MQ-9 Reaper (США). Взаємозв'язок з іншими роботами. Дана робота є логічним продовженням досліджень, проведених в Україні в галузі структурно-параметричного синтезу систем управління ЛА. Зокрема, в роботах Мінца О. Ю., Пономаренка О. В., Мінца О. Ю., Бондаренка О. О. розглянуті теоретичні аспекти структурно-параметричного синтезу, а також розроблені алгоритми управління для різних типів ЛА. Робота також пов'язана з дослідженнями, проведеними в інших країнах. Зокрема, в роботі Wang J., Zhu J., Zhang Y. розглянуті методи структурно-параметричного синтезу систем управління ЛА з використанням методів нечітких логік.