Линейно-квадратичное управление группой летательных аппаратов
Д.Л. Винокурский, Н.В. Кононова, Л.А. Лютикова, С.А. Махошева, М.М. Кандрокова
Северо-Кавказский федеральный университет
Институт прикладной математики и автоматизации – филиал ФБГНУ «Федеральный научный центр «Кабардино-Балкарский научный центр Российской академии наук»
Институт информатики и проблем регионального управления –
филиал ФБГНУ «Федеральный научный центр «Кабардино-Балкарский научный центр Российской академии наук»
Аннотация: На сегодняшний день существует большое количество задач, которые не могут быть выполнены одиночным беспилотным летательным аппаратом. В таком случае использование группы беспилотных летательных аппаратов является хорошим решением. К таким задачам относятся: картографирование местности, работа в местах техногенных или природных катастроф, мониторинг и обработка сельскохозяйственных угодий, исследование в реальном режиме времени труднодоступных районов. В условиях мегаполиса группа летательных аппаратов может быть использована для создания панорамных видов и отслеживания динамики транспортных пробок. Группа беспилотных летательных аппаратов может быть использована также для экспресс-перевозки грузов, разведки полезных ископаемых.
В предлагаемой работе рассмотрена проблема совместного движения нескольких беспилотных летательных аппаратов на основе жестких связей. Для решения поставленной задачи использован метод линейно-квадратичного регулирования. Авторами моделируется движение группы беспилотников, для чего используется метод ведущий – ведомый, а также метод управления с линейно-квадратичным регулированием. Разработанный алгоритм выполняет задачу построения оптимальной системы управления жестко связанной группы квадрокоптеров.
В работе построена математическая модель системы квадрокоптеров с жесткой связью.
На графиках представлены результаты моделирования системы жестко связанных квадрокоптеров.
Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, линейно-квадратичное регулирование, квадрокоптер, углы Эйлера, подвижная система координат, момент инерции.