О системе управления полетом малого беспилотного летательного аппарата

Abstract

Исследована задача программной адаптации регулятора для системы управления полетом малого беспилотного летательного аппарата.

Досліджено задачу програмної адаптації регулятора для системи управління польотом (СУП) малого безпілотного літального апарата (БПЛА). Лінеаризовані моделі динаміки залежать головним чином від істинної повітряної швидкості БПЛА, яка у свою чергу обов'язково вимірюється системою повітряних сигналів. Це дає змогу використовувати її для програмної адаптації СУП в повному діапазоні висот і швидкостей, які визначають робочий діапазон об’єкта. Було обрано СУП з програмною адаптацією на базі статичного зворотного зв’язку (СЗЗ). Параметри СЗЗ для кожного піддіапазону істинної повітряної швидкості визначено за допомогою лінійно-матричних нерівностей у випадку дискретних систем для синтезу субоптимального робастного H∞-регулятора. Використання інтерполяції Лагранжа між піддіапазонами забезпечує неперервну адаптацію. Ефективність такого підходу показано на прикладі системи стабілізації курсу.

A problem on the program adaptation of regulator for the system of flight control (FCS) of small unmanned airborne vehicle (UAV) is considered. The linearized models of the flight dynamics depend mainly on the UAV true air speed, which in turn is obligatory measured by onboard air data system. This enables to use these models for the gain scheduling of the flight control system within the full range of altitudes and velocities defined by the flight envelope. Taking in account that the FCS for UAV must be as simple as possible, the gain scheduled static output feedback (SOF) is used as the FCS. The SOF parameters for each sub-range of the true air speed are determined by Linear Matrix Inequalities approach in the case of discrete systems for synthesis of suboptimal robust H∞ -controller. The use of simple Lagrange interpolation between true air speed sub-ranges provides the continuous gain scheduling. An efficiency of proposed approach is demonstrated on an example of the heading-hold system of the real UAV.