Математическое моделирование

Метод динамического синтеза коэффициентов адаптивного LQR регулятора в сочетании с ПИД-регулятором в системе управления мультироторным БВС

Д. М. Волков, А. И. Савельев

Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр РАН, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация

Аннотация: Цель данной работы состоит в повышении надежности и стабильности системы управления беспилотным воздушным судном (СУ БВС) мультироторного типа на основе применения нового метода динамического LQR-синтеза коэффициентов усиления и формирования управляющих воздействий. Разработанный метод обеспечивает адаптацию в режиме реального времени СУ БВС к внешним воздействиям за счет динамически изменяемых весовых коэффициентов матриц стоимости Q и R, а также формируемых коэффициентов динамической модели БВС. Проведено сравнение синтезированного регулятора на базе разработанного метода с ПИД-регулятором, который широко применяется в современных БВС. Выявлено, что разработанный метод работает сравнительно лучше, показывая при определенных экспериментальных условиях процент корреляции выходного воздействия к желаемому угловому положению больше на 26 %, чем ПИД-регулятор со статическими коэффициентами. При этом временной интервал переходного процесса регуляции с использованием предлагаемого метода в среднем в 5 раз меньше, чем у рассматриваемого аналога.

Ключевые слова: LQR, LQ-регулятор, адаптивный LQR, адаптивный регулятор, адаптивный LQ-регулятор, СУ БВС.

УДК: 681.5.013

MSC: 92C55

Поступила в редакцию: 04.02.2025

DOI: 10.14529/mmp250301