Record Details

Робастне управління інерціальними стабілізованими платформами для наземних рухомих об’єктів на підставі Н∞-синтезу

Наукові журнали Національного Авіаційного Університету

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title Робастне управління інерціальними стабілізованими платформами для наземних рухомих об’єктів на підставі Н∞-синтезу
Робастное управление инерциальными стабилизированными платформами для наземных подвижных объектов на основе Н∞-синтеза
ROBUST CONTROL OF INERTIALLY STABILIZED PLATFORMS FOR GROUND VEHICLES ON THE BASIS OF -SYNTHESIS
 
Creator Sushchenko, Olha; National Aviation University, Kyiv, Ukraine
 
Subject —
інерціальні стабілізовані платформи; метод змішаної чутливості; робастний регулятор; формування контурів управління; Н∞-синтез
629.3.025.2
—
инерциальные стабилизированные платформы; метод смешанной чувствительности; робастный регулятор; формирование контуров управления; Н∞-синтез
629.3.025.2
—
Н∞-synthesis; inertially stabilized platform; loop-shaping; method of mixed sensitivity; robust controller
629.3.025.2
 
Description Мета: Експлуатація інерціальних стабілізованих платформ, встановлених на наземних рухомих об’єктах супроводжується впливом значних параметричних збурень. Для збереження високих експлуатаційних характеристик системи у таких складних умовах можна використовувати підхід, заснований на проектуванні робастних систем. На відміну від проектування робастних систем управління рухом, створення робастних інерціальних стабілізованих платформ потребує подальшого дослідження та розвитку. Методи: Одним із сучасних підходів до проектування робастних систем, що пропонується сучасною теорією управління, є H¥-синтез. Завдання важливі для практичних застосувань зручно вирішувати за допомогою методу змішаної чутливості, оскільки він враховує суперечливі цілі проектування, у тому числі досягнення робастної якості та робастної стійкості. Цей метод поєднується з формуванням контурів управління із заданими характеристиками проектованої системи, що досягається вибором вагових передатних функцій, які визначають границі амплітудно-частотних характеристик. Результати: Представлено обґрунтовані рекомендації щодо вибору складових інерціальних стабілізованих платформ наземних рухомих об’єктів. Отримано критерій оптимізації та визначено вагові передатні функції. Розроблено математичну модель системи з безредукторним приводом. Визначено структуру робастного регулятора у вигляді четвірки матриць простору станів. Результати моделювання синтезованої системи стабілізації показують її стійкість до значних параметричних та координатних збурень, що мають місце в умовах експлуатації на наземному рухомому об’єкті. Висновки: Ефективність запропонованого підходу до проектування підтверджується результатами моделювання в умовах значних параметричних та координатних збурень. Отримані результати можуть бути поширені на інерціальні стабілізовані платформи, що експлуатуються на інших рухомих об’єктах, наприклад, літаках спеціальної авіації, що виконують функції картографічних зйомок, моніторингу та інших подібних функцій. Вони можуть також бути корисними під час проектування обладнання безпілотних літальних апаратів.
Цель: Эксплуатация инерциальных стабилизированных платформ, установленных на наземных подвижных объектах, сопровождается действием значительных параметрических возмущений. Для сохранения высоких эксплуатационных характеристик системы в таких сложных условиях возможно использовать подход, основанный на проектировании робастных систем. В отличие от проектирования робастных систем управления движением, создание робастных инерциальных стабилизированных платформ требует дальнейшего исследования и развития. Методы: Одним из современных подходов к проектированию робастных систем, предлагаемых современной теорией управления является H¥-синтез. Задачи, важные для практических применений, целесообразно решать с помощью метода, поскольку он учитывает противоречивые цели проектирования, в том числе достижение робастного качества и робастной устойчивости. Этот метод сочетается с формированием контуров управления с заданными характеристиками проектируемой системы, что обеспечивается выбором весовых передаточных функций, которые определяют границы амплитудно-частотных характеристик. Результаты: Представлены обоснованные рекомендации по выбору составляющих инерциальных стабилизированных платформ наземных подвижных объектов. Разработана математическая модель системы с безредукторным приводом. Получен критерий оптимизации и определены весовые передаточные функции. Определена структура робастного регулятора в виде четверки матриц пространства состояний. Результаты моделирования синтезированной системы стабилизации показывают ее устойчивость к значительным параметрическим и координатным возмущениям, которые имеют место в условиях эксплуатации на наземном подвижном объекте. Выводы: Эффективность предложенного подхода к проектированию подтверждается результатами моделирования  в условиях значительных параметрических и координатных возмущений. Полученные результаты могут быть распространены на инерциальные стабилизированные платформы, эксплуатируемые на других подвижных объектах, например, самолетах специальной авиации, которые выполняют функции картографических съемок, мониторинги и другие аналогичные функции. Они также могут быть полезными при проектировании оборудования беспилотных летательных аппаратов.
Purpose: Operation of inertially stabilized platforms mounted on the ground vehicles is accompanied by influence of significant parametrical and various coordinate  disturbances. To keep high operating characteristics of a system in such difficult conditions it is possible using approach to robust system design. Creation of robust inertial stabilized platforms requires further research and development in contrast to design of robust systems of motion control. Methods: One of the modern approaches to robust system design proposed by modern control theory is H¥-synthesis. Problems, which are important for practical applications, it is convenient to solve using method of the mixed sensitivity as it takes into consideration conflicting design goals including robust performance and stability. The method is combined with loop-shaping that allows achieving desired amplitude-frequency characteristics of the designed system. This is achieved by choice of the appropriate weighting transfer functions, which define bounds of the designed system amplitude-frequency characteristics. Results: Grounded recommendations to the choice of components of inertially stabilized platforms operated on the ground vehicles are represented. The mathematical model of the system with gearless drive is developed. The optimization criterion is derived and weighting transfer functions are chosen. The structure of the robust controller in the form of quadruple of state space matrices is represented. Results of synthesised stabilization system simulation show its resistance to significant parametrical and coordinate disturbances taking place during its operation on the ground vehicle. Conclusions: Efficiency of the proposed design approach is proved by results of simulation in conditions of significant parametrical and coordinate disturbances. Obtained results can be widespread on inertially stabilized platforms operating on the other type of vehicles, for example, special aviation aircrafts, carrying out cartographic surveys, monitoring and other similar functions. They can be also useful for design of unmanned aerial vehicles equipment.
 
Publisher National Aviation University
 
Contributor —
—
—
 
Date 2016-11-14
 
Type —
—
—
 
Format application/pdf
application/pdf
application/pdf
 
Identifier http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/visnik/article/view/10906
10.18372/2306-1472.68.10906
 
Source Proceedings of the National Aviation University; Том 68, № 3 (2016); 24-34
Вестник Национального авиационного университета; Том 68, № 3 (2016); 24-34
Вісник Національного Авіаційного Університету; Том 68, № 3 (2016); 24-34
 
Language en
 
Rights // o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).// o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e// o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e// o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e
 

Технічна підтримка: НДІІТТ НАУ