ГИБРИДНЫЕ АЛГОРИТМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОСАДКИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
DOI:
https://doi.org/10.52167/1609-1817-2024-133-4-211-222Ключевые слова:
ПИД регулятор, LQR, гибридный регулятор, оптимальное управление, летательный аппаратАннотация
В статье представлен основанный на моделировании сравнительный анализ контроллеров: классического пропорционально-интегрально-дифференциального (PID), линейно-квадратичного регулятора (LQR) и гибридных (P-LQR, PD-LQR, PID-LQR) оптимальных контроллеров, для линеаризованной модели летательного аппарата. Разрабатывается модель в пространстве состояний, которая затем используется для моделирования алгоритмов автоматического управления летательного аппарата. ПИД-регулятор представляет собой общий механизм обратной связи контура управления и рассматривается как стандартные структуры управления классической теории управления. LQR - это подход к оптимальному управлению, основанный на оптимальном управлении с обратной связью по замкнутому контуру с линейной обратной связью по состоянию или обратной связью по выходу. Помимо пропорционально-интегрально-дифференциального (PID) и линейно-квадратичного (LQR) регуляторов, гибридные являются оптимальными регуляторами управления, и демонстрируют плавный и стабильный отклик системы, тем самым обеспечивая надежность и устойчивость системы в целом.
Библиографические ссылки
[1] S. Khatoon, D. Gupta and L. K. Das, PID & LQR control for a quadrotor: Modeling and simulation.// 2014 International Conference on Advances in Computing, Communications and Informatics (ICACCI), New Delhi. -2014. -P. 796-802, doi: 10.1109/ICACCI.2014.6968232.
[2] H. Yavuz and S. İkizoğlu, Hyperbolic Tangent Adaptive LQR+PID Control of a Quadrotor.// 2018 6th International Conference on Control Engineering & Information Technology (CEIT), Istanbul, Turkey, -2018, -P. 1-6, doi: 10.1109/CEIT.2018.8751878.
[3] M. P. Nair and R. Harikumar, Longitudinal dynamics control of UAV.// -2015 International Conference on Control Communication & Computing India (ICCC), Trivandrum, -2015, -P. 30-35, doi: 10.1109/ICCC.2015.7432865.
[4] L. M. Argentim, W. C. Rezende, P. E. Santos and R. A. Aguiar, PID, LQR and LQR-PID on a quadcopter platform.// -2013 International Conference on Informatics, Electronics and Vision (ICIEV), Dhaka, -2013, -P. 1-6, doi: 10.1109/ICIEV.2013.6572698.
[5] Murcia, H. F., & Gonzlez, A. E. Performance comparison between PID and LQR control on a 2-wheel inverted pendulum robot. In 2016 IEEE Colombian Conference on Robotics and Automation (CCRA).// -2016. -P. 1-6, DOI: 10.1109/CCRA.2016.7811420.
[6] Mohamad Rahimi. Designing and simulation for vertical moving control of UAV system using PID, LQR and Fuzzy Logic. International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE).// 2013, 3(5), Vol.3, -P. 651-659, DOI:10.11591/ijece.v3i5.3440.
[7] Das S., I. Pan, K. Halder, Sh. Das, A. Gupta. LQR based improved discrete PID controller design via optimum selection of weighting matrices using fractional order integral performance index. Applied Mathematical Modelling.// -2013, Vol. 37, Issue 6, -P. 4253-4268, https://doi.org/10.1016/j.apm.2012.09.022.
[8] Laila Beebi M, Vishakh KH and Naveen N. Control of longitudinal dynamics in the reentry phase of a reusable launch vehicle. Int J Adv Res Electr Electron Instrument Eng.// -2012, Vol. 4,Issue 4, ISSN: 2278-8875 https://www.ijareeie.com/upload/november/14_Control%20of%20longitudinal%20dynamics.pdf
[9] Vladimir Beliaev *, Nadezhda Kunicina, Anastasija Ziravecka, Martins Bisenieks, Roberts Grants and Antons Patlins. Development of Adaptive Control System for Aerial Vehicles. Applied Sciences. -2023, 13, 12940, https://doi.org/10.3390/app132312940.
[10] Julian Theisa, Daniel Ossmannb, Frank Thieleckea, Harald Pfifer. Robust Autopilot Design for Landing a Large Civil Aircraft in Crosswind. Nottingham ePrints.// -2018, DOI: 10.1016/J.CONENGPRAC.2018.04.010.
[11] Godbolt BV, Nikolaos I. and Lynch, Alan FL. Experimental Validation of a Helicopter Autopilot Design using Model-Based PID Control. Journal of Intelligent and Robotic Systems, 70(1), -2013, -P. 385-399, DOI: https://doi.org/10.1007/s10846-012-9720-7.
[12] Q. Jiao, J. Liu, Y. Zhang and W. Lian, "Analysis and design the controller for quadrotors based on PID control method. 33rd Youth Academic Annual Conference of Chinese Association of Automation (YAC), Nanjing.// -2018, -P. 88-92, doi: 10.1109/YAC.2018.8406352.
[13] Dhewa, Oktaf & Dharmawan, Andi & Priyambodo, Tri. Model of Linear Quadratic Regulator (LQR) Control Method in Hovering State of Quadrotor. Journal of Telecommunication, Electronic and Computer Engineering (JTEC). //2017, VOL. 9 NO. 3, -P. 135-143, https://jtec.utem.edu.my/jtec/article/view/1589/1891
[14] D. Kucherov, A. Kozub and A. Rasstrygin, Setting the PID Controller for Controlling Quadrotor Flight: a Gradient Approach.// -2018 IEEE 5th International Conference on Methods and Systems of Navigation and Motion Control (MSNMC), Kiev, -P. 90-93, doi: 10.1109/MSNMC.2018.8576294.
[15] Kumar V., J. Jerome. Robust LQR controller design for stabilizing and trajectory tracking of inverted pendulum. Procedia Eng.// -2013, Vol.64, -P. 169-178 https://doi.org/10.1016/j.proeng.2013.09.088.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 Ербол Оспанов
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
