Синтез алгоритма управления полетом БПЛА самолетного типа на этапе посадки

11 марта 2015 года
Куликов Л.И.
(аспирант 2-го года обучения, научный руководитель: профессор А.М. Формальский)

Создание беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) является сегодня одним из значимых направлений, как в гражданском, так и в военном авиастроении. Разработке алгоритмов управления БПЛА самолетного типа посвящено немалое число книг, статей и монографий, однако вопрос посадки в нашей стране всё еще остается актуальным. Чаще всего, БПЛА самолетного типа сажаются при помощи парашюта. Однако такая посадка может повлечь потерю оборудования, установленного на БПЛА. Также не совсем ясно, что делать при порывах ветра. Поэтому автором рассматривается алгоритм самолетной посадки БПЛА на малооборудованную взлетно-посадочную полосу (ВПП).

В работе рассматривается модель сверхлегкого БПЛА с V-образным килем. V-образный киль используется и как руль высоты, и как руль направления; также моделируется работа элеронов и флапперонов. Пропеллер на модели установлен спереди.

Для описания полета БПЛА выведена система нелинейных дифференциальных уравнений 15-го порядка. Уравнения движения центра масс БПЛА и вокруг центра масс выведены в системе координат, связанной с аппаратом, оси которой совпадают с главными осями инерции. Кроме этих 6 уравнений в системе содержатся 6 уравнений кинематических связей и еще 3 уравнения динамики рулей.

Построенное управление летательным аппаратом на этапе посадки разбивается на управление в продольном канале и в боковом канале. В работе представлены результаты численного моделирования движения при выбранном управлении. Проведен анализ значений собственных чисел линеаризованной системы уравнений для выбора коэффициентов обратной связи.