Математическое моделирование идеального контура управления летательным аппаратом нестандартного типа в среде MATLAB
https://doi.org/10.22405/2226-8383-2025-26-1-218-228
Аннотация
Описан метод анализа идеального контура летательного аппарата (ЛА), который необходим для проектирования ЛА с нестандартными аэродинамическими поверхностями.
Аэродинамические поверхности ЛА считаются каналом управления, на который формирует воздействие блок выдачи команд. Для создания идеального контура управления был проведен расчет частотных, фазовых характеристик. Работа математической модели была проверена в программном комплексе MATLAB с помощью дополнения SIMULINK с учетом различных условий эксплуатации.
В процессе работы была оптимизирована переходная характеристика процесса отработки управляющего воздействия системы с помощью разработанной математической модели летательного аппарата в среде MATLAB SIMULINK.
Итогом работы стала апробация идеального контура управления на реальном устройстве при сохранении запаса устойчивости и стабильности полета с различными задержками вычислительного модуля.
Ключевые слова
контур управления,
MATLAB,
дифференциальный фильтр,
коэффициент управления,
математическая модель,
управляющее воздействие.
При поддержке: Представленные в данной статье исследования выполнены на средства гранта Правительства Тульской области в сфере науки и техники 2023 г. «Разработка замкнутой системы управления для работы с бесколлекторными инновационными двигателями» (договор № ДС/121 от 27.09.2023 г.).
Об авторах
Михаил Юрьевич Моденов
ООО «Тульские мехатронные системы»
Россия
Россия
генеральный директор
Александр Николаевич Чуканов
Тульский государственный педагогический университет им. Л. Н. Толстого
Россия
Россия
доктор технических наук
Евгений Владимирович Цой
Тульский государственный педагогический университет им. Л. Н. Толстого
Россия
Россия
старший преподаватель
Список литературы
1. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического управления // М. - Изд. 4-е, перераб. и доп. - СПб.: Профессия, 2004. - 752 с.
2. Бранец В.Н., Шмыглевский И.П. Введение в теорию бесплатформенных инерциальных навигационных систем // М.: Наука, 1992. 280 с.
3. Воробьев В.А., Илюхин А.В., Марсов В.И., Минцаев М.Ш., Попов В.П. Теория, логическое проектирование, измерение, контроль и диагностика в системах автоматического управления // М.: РИА, 2009. – 790 с.
4. Гаркушенко В.И., Дягтерев В.Л. Теория автоматического управления // Учебное пособие. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2010. 274 с.
5. Журавлев Д.О., Зау Х.Н. Эволюция систем управления беспилотных летательных аппаратов: от появления до наших дней. // Достижения и перспективы современной науки. Матер. межд. (заочной) НПК (Астана, Казахстан. 07.02.2017 г.) / Научно-издательский центр «Мир науки» – Астана, Казахстан. 2017. – С. 57-87.
6. Марсов В.И., Марсова Е.В., Илюхин А.В., Джабраилов Х.А., Чантиева М.Э. Теория автоматического управления: учеб. пособие // М.: МАДИ, 2023. – 104 с.
7. Маркелов М.К., Ишков А.С., Новичков Д.А., Борисов Н.А. Пример реализации радиоэлектронной системы беспилотного летательного аппарата // Вестник Пензинского государственного университета. 2022 г., вып. 4. С. 96-100.
8. Jordan, J.W. An Accurate Strapdown Direction Cosine Algorithm // Jordan, J. W., NASATND-5384, September 1969.
9. Paul G. Savage. Coning Algorithm Design by Explicit Frequency Shaping // Journal of Guidance Control and Dynamics. Vol. 33. No. 4. July–August 2010. P. 1123-1132.
10. Savage, P. G. Strapdown Inertial Navigation System Integration Algorithm Design Part 1-Attitude Algorithms // Journal of Guidance Control and Dynamics. Vol. 21. No. 1. Jan.–Feb. 1998. P. 19–28.
11. Kelly M. Roscoe. Equivalency Between Strapdown Inertial Navigation Coning and Sculling Integrals // Algorithms, Journal of Guidance Control and Dynamics. Vol. 24. No. 2. March– April 2001.
12. Моденов М.Ю. Периферийный блок системы точного позиционирования для преобразования сигналов СКВТ // В сб.: Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации. Сб. трудов XXIX Международной научно-технической конференции. Москва, 2020. С. 88-89.
13. Моисеев В.С. Прикладная теория управления беспилотными летательными аппаратами // М. – Казань: ГБУ «Республиканский центр мониторинга качества образования» (Серия «Современная прикладная математика и информатика»), 2013. — 768 с.
14. Черных И. В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink / И. В. Черных. — Москва: ДМК Пресс; Санкт-Петербург: Питер, 2008. — 288 с.
15. Чуканов А. Н., Моденов М. Ю, Цой Е. В. Проектирование, отладка и изготовление платы аппаратно-программного комплекса // Информационные технологии в управлении, автоматизации и мехатронике: сб. науч. ст. 4-й Междунар. НТК / отв. ред. М. С. Разумов. — Курск, 2022. — С. 205–209.
Рецензия
Для цитирования:
Моденов М.Ю., Чуканов А.Н., Цой Е.В. Математическое моделирование идеального контура управления летательным аппаратом нестандартного типа в среде MATLAB. Чебышевский сборник. 2025;26(1):218-228. https://doi.org/10.22405/2226-8383-2025-26-1-218-228
For citation:
Modenov M.Yu., Chukanov A.N., Tsoi E.V. Mathematical modeling of an ideal control loop for a non-standard type aircraft in the MATLAB environment. Chebyshevskii Sbornik. 2025;26(1):218-228. (In Russ.) https://doi.org/10.22405/2226-8383-2025-26-1-218-228
Просмотров:
21
Послать статью по эл. почте 