Синтез управления беспилотного летательного аппарата при наличии возмущений на основе методов теории дифференциальных игр

• Автор: Сизова, Анастасия Александровна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 177 с. : ил.

Оглавление

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ СИНТЕЗА УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ПЕРЕГРУЗКИ БПЛА ПРИ ДЕЙСТВИИ ВОЗМУЩЕНИЙ

1.1 Системы стабилиза! щи БПЛА

1.1.1 Системы стабилизации баллистических ракет и ракет-носителей

1.1.2 Системы стабилизации зенитных ракет, ракет классов «воздух-воздух» и «воздух-поверхность»

1.2 Постановка задачи управления в виде дифференциальной игры

1.3. Анализ методов синтеза управления при наличии возмущений на

основе теории дифференциальных игр

Выводы по разделу

2. СИНТЕЗ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ПЕРЕГРУЗКИ БПЛА В ЛИНЕЙНОЙ ПОСТАНОВКЕ
2.1 Постановка задачи
2.2 Выбор параметров контура стабилизации перегрузки при отсутствии возмущений
2.3 Алгоритм синтеза управления линейной системой стабилизации перегрузки БПЛА на основе метода экстремального прицеливания
2.3.1 Постановка задачи синтеза в виде конфликтной задачи сближенияЗЗ
2.3.2 Расчет областей достижимости БПЛА и возмущений
2.3.3 Дифференциально-игровой алгоритм формирования управления линейной системой стабилизации перегрузки БПЛА с учетом возмущений, статистические свойства которых неизвестны
2.3.4 Результаты моделирования
Выводы по разделу
3. СИНТЕЗ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ПЕРЕГРУЗКИ БПЛА С УЧЕТОМ НЕЛИНЕЙНОСТИ МОДЕЛИ
3.1 Постановка задачи
3.2 Алгоритм синтеза управления системой стабилизации на основе
МЕТОДА ЭКСТРЕМАЛЬНОГО ПРИЦЕЛИВАНИЯ
3.2.1 Постановка задачи синтеза в виде конфликтной задачи наведения
3.2.2 Расчет областей достижимости БПЛА с учетом возмущений
3.2.3 Дифференциально-игровой алгоритм формирования управления системой стабилизации БПЛА с учетом возмущений, статистические свойства которых неизвестны
3.2.4 Результаты моделирования
Выводы ПО РАЗДЕЛУ
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ НАВЕДЕНИЯ БПЛА ПРИ СТРЕЛЬБЕ ПО МАНЕВРИРУЮЩИМ ЦЕЛЯМ С УЧЕТОМ КОМПЕНСАЦИИ ВОЗМУЩЕНИЙ В КОНТУРЕ СТАБИЛИЗАЦИИ ПЕРЕГРУЗКИ
4.1. Постановка задачи и алгоритм формирования управления
4.2. Программный комплекс для исследования дифференциально-игровых алгоритмов УПРАВЛЕНИЯ КОНТУРОВ СТАБИЛИЗАЦИИ
4.3. Результаты моделирования
Выводы по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ А. ОПИСАНИЕ ИНТЕРФЕЙСА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ БПЛА С ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ИГРОВЫМИ
АЛГОРИТМАМИ УПРАВЛЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ИСХОДНЫЕ ТЕКСТЫ ОСНОВНЫХ МОДУЛЕЙ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА

Перечень основных сокращений
ЛА - летательный аппарат;
БПЛА - беспилотный летательный аппарат; ОД - область достижимости;
П - преследователь;
Ц — цель;
ДУС - датчик угловой скорости;
ЗУР - зенитная управляемая ракета.

параметров БПЛА на полосы пропускания сигналов управления, а также сигналов возмущения на характеристики протекания переходных процессов.
Системы этого типа обеспечивают достаточно хорошее парирование ветровых регулярных и случайных возмущений, С целью расширения возможностей данных контуров следует рекомендовать применять корректирующие устройства различных типов в цепях датчиков линейных ускорений.
В системах стабилизации с датчиком линейных ускорений необходимо стремиться обеспечить их размещение как можно ближе к центру масс БПЛА, так как в противном случае датчики будут измерять не только ускорение центра масс БПЛА, по и ускорение от его колебаний около центра масс. Это является основным недостатком последних двух типов систем стабилизации.
При проведении дальнейших исследований будем рассматривать систему стабилизации с датчиком линейных ускорений и дифференцирующим гироскопом. Данная система стабилизации используется в телеуправляемых и самонаводящихся ракетах классов «воздух-воздух», «воздух-поверхность», зенитных ракетах [62,87,107]. Вследствие рассмотренных выше особенностей функционирования телеуправляемых и самонаводящихся ракет, система стабилизации ракет данных классов эксплуатируется в наиболее тяжелых условиях и, следовательно, для нее особенно важно обеспечить устойчивую и надежную работу даже при наличии внешних возмущающих воздействий.
Парирование внешних возмущений будем решать за счет ввода в контур стабилизации дополнительного управляющего воздействия, которое будет вычисляться на основе методов теории дифференциальных игр.
Методы теории дифференциальных игр можно использовать для парирования возмущений случайного или детерминированного характера.