Адаптивное управление упругим беспилотным летательным аппаратом в условиях неопределенности
Рассматривается задача управления продольным движением летательного аппарата (ЛА), учитывающая аэроупругость крыльев, проявляющуюся наиболее распространенным и опасным видом флаттера – изгибно-крутильным флаттером крыла. Указывается, что задача активного (принудительного) подавления средствами управления крутильных упругих колебаний крыла, вычлененных из двумерной модели его изгибно-крутильных упругих колебаний, принципиально разрешима в рамках системы автоматического управления продольным движением ЛА в силу управляемости процесса, крутильных упругих колебаний крыла со стороны управляющих воздействий, вырабатываемых рулем высоты. Предлагается расчетная схема продольного движения ЛА, учитывающая нелинейную крутильную упругость крыльев и строится нелинейная математическая модель продольного движения ЛА, учитывающая упругость крыльев, в виде нелинейной системы дифференциальных уравнений пятого порядка. Показывается, что учет нелинейностей аэродинамического коэффициента подъемной силы и коэффициента крутильной аэроупругости приводит к появлению существенных степенных нелинейностей третьей и четвертой степеней роста по переменным углов атаки и крутильных деформаций. Проведены компьютерные исследования построенной адаптивной системы управления нелинейной математической модели продольного движения упругого ЛА, продемонстрировавшие ее эффективность в подавлении нелинейных упругих колебаний крыльев параметрических и внешних возмущающих воздействий.
Авторы: В. В. Путов, В. Н. Шелудько, В. Ф. Нгуен, Н. Д. Тхань
Направление: Автоматизация и управление
Ключевые слова: Летательный аппарат, продольное движение, нелинейная математическая модель, учет аэроупругости, изгибно-крутильный флаттер крыльев, метод мажорирующих функций, адаптивная система управления по состоянию, применение наблюдателя, подавление аэроупругих колебаний крыльев, ветровые возмущения полета
Открыть полный текст статьи