МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ АДАПТИВНОГО УПРАВЛІННЯ РУХОМ БПЛА З ВИКОРИСТАННЯМ ФАЗОВИХ КООРДИНАТ

Анотація

У статті розглянуто задачу адаптивного управління рухом безпілотного літального апарата в умовах динамічних змін зовнішнього середовища та обмежених обчислювальних ресурсів бортових систем. Проведено аналіз сучасних підходів до управління безпілотних літальних апаратів, зокрема методів ройового інтелекту, нейромережевих алгоритмів та класичних оптимізаційних підходів, що дозволило виявити їх основні переваги та обмеження з точки зору точності та обчислювальної складності. Запропоновано підхід до побудови математичної моделі руху безпілотних літальних апаратів з використанням фазових координат, що забезпечує зменшення розмірності задачі керування без втрати інформативності опису динаміки польоту. Сформовано фазовий вектор стану, який включає швидкісні, кутові та просторові параметри руху, що дозволяє здійснювати синтез керуючих впливів на основі поточного стану системи. Розроблено математичну модель адаптивного управління, яка базується на формуванні векторів непрямого та прямого керування з урахуванням конструктивних характеристик безпілотних літальних апаратів та зовнішніх збурень. Виконано імітаційне моделювання руху безпілотних літальних апаратів у фазових координатах, результати якого підтверджують адекватність моделі, стійкість системи керування та коректність відпрацювання заданих програмних траєкторій. Практична реалізація запропонованого підходу здійснена в середовищі Mission Planner, що підтвердило можливість інтеграції розробленої моделі в існуючі системи автоматичного керування без суттєвого збільшення обчислювального навантаження. Отримані результати свідчать про доцільність використання фазових координат для підвищення ефективності адаптивного управління безпілотними літальними апаратами.