Учет влияния метеорологических возмущений при интерактивном управлении движением легкого дистанционно-пилотируемого летательного аппарата в сложных погодных условиях

• Автор: Нгуен Чонг Шам
• Шифр специальности: 05.07.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 121 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Перечень основных сокращений и условных обозначений

Введение
Глава 1. Анализ современного состояния, методов и условий функционирования ДПЛА при решении целевых задач полета

1.1. Современное состояние разработок и классификация существующих ДПЛА

1.2. Предметная область и эвристические задачи обзорно -аналитического исследования

1.3. Влияние атмосферной турбулентности на динамику движения легкого ДПЛА

1.4. Определение предельных граничных условий эксплуатации ДПЛА на основе оценки его усталостной повреждаемости при полете в неспокойной атмосфере
1.5. Применение теории нечетких регуляторов для синтеза систем управления ДПЛА с ограниченной неопределенностью

1.6. Элементы теории синтеза робастного регулятора

1.7. Краткое описание объекта исследования
Выводы по главе
Глава 2. Построение математических моделей «объект управления -среда его функционирования»
2.1. Типовая структура системы информационного обеспечения движения ДПЛА
2.2. Формулировка задачи выбора структуры математического описания и используемых типов моделей
2.3. Исходная нелинейная детерминированная модель пространственного движения ДПЛА
2.4. Принципы линеаризации исходной нелинейной модели состояния ДПЛА и учет влияния возмущающих факторов в детерминированной

постановке
2.5. Каноническая форма представления линеаризованных уравнений возмущенного движения ДПЛА в окрестности опорного движения
2.6. Представление моделей управления в исходной системе уравнений состояния ДПЛА при наличии «остаточных возмущений»
2.7. Численное моделирование невозмущенного номинального движения ДПЛА в детерминированной постановке
2.8. Выбор структуры математических моделей атмосферных воздействий, используемых при оценивании параметров возмущенного
движения ДПЛА в стохастической постановке
Выводы по главе
Глава 3. Стохастическое оценивание переменных состояния, аэродинамических характеристик и параметров подстилающей поверхности
3.1. Постановка задачи квазиоптимального оценивания характеристик на основе синтеза алгоритмов фильтрации с априори допустимой ограниченной неопределенностью
3.2. Структура и содержание математического моделирования процесса оценивания
3.3. Ориентировочный сценарий реализации бортового алгоритма и метод анализа достижения цели управления
3.4. Проблемы оптимальной обработки результатов наблюдений и повышения точности нахождения относительных координат ДПЛА -«цель»
3.5. Приближенный алгоритм адаптивной оптимальной фильтрации мультиструктурных марковских процессов
3.6. Модели подстилающей поверхности и фоно-целевой обстановки
3.7. Условия функционирования фильтра

Выводы по главе
Глава 4. Анализ применимости существующих компьютерных технологий для автоматизации синтеза нечеткого управления движением легкого ДПЛА в сложных метеорологических условиях
4. 1. Постановка задачи и исходные предпосылки
4.2. Краткие сведения о структуре нечетких систем
4.3. Нечеткая система Такаги-Сугено (Т-8 система)
4.4. Обобщенная математическая модель возмущенного состояния системы «ДПЛА - внешняя среда»
4.5. Результаты компьютерного моделирования
Выводы по главе
Общие выводы по работе
Литература

2. Сформулирована предметная область и основные задачи исследования, направленного на решение задач адаптации основных характеристик ДПЛА к сложным метеорологическим условиям их возможной эксплуатации.
3. Проведенный эвристический анализ возмущений, испытываемых ДПЛА в полете, показал, что наиболее существенное влияние на динамику полета рассматриваемого типа БЛА оказывают ветровые нагружения и турбулентность атмосферы. Характерным признаком турбулентных движений служит статистический характер пространственно-временных пульсаций параметров (скорости, плотности, температуры и др.). Определены требования к структуре моделей атмосферных возмущений.
4. В качестве предельных граничных условий эксплуатации ДПЛА предложено использовать оценки его усталостной повреждаемости при полете в неспокойной атмосфере. Показаны пути реализации предложенного подхода.
5. Установлено, что моделирование приповерхностного слоя турбулентности в виде трехмерного векторного случайного поля, необходимое для реализации стандартных алгоритмов фильтра Калмана при типовом описании действующих возмущений может быть осуществлено с приемлемой достоверностью не менее чем при 100 реализациях, что исключает возможность получения результата в естественном (полетном) времени.
6. Оснащение ДПЛА интеллектуальными СУ, способно существенно повысить эксплуатационные характеристики, в том числе, обеспечить инвариантность их применения к условиям состояния атмосферы.
Перспективным направлением интеллектуализации СУ ДПЛА следует считать разработку НР на основе алгоритмов Мамдани-Заде и Цукамото, используемых в сочетании с четкими регуляторами оптимального или робастного типов.
7. Выполненный анализ путей интеллектуализации алгоритмического обеспечения нечеткого управления ДПЛА позволил на концептуальном уровне обосновать один из возможных вариантов решения проблемы, который может