scholarly journals Development of methods to model UAVS nonlinear automatic control systems

2020 ◽  
Vol 11 (30) ◽  
pp. 137-147
Author(s):  
G. S. Vasilyev ◽  
O. R. Kuzichkin ◽  
I. A. Kurilov ◽  
D. I. Surzhik
Keyword(s):  
Automatic Control ◽  
Control Systems ◽  
Initial Conditions ◽  
Transition Process ◽  
Variable Parameters ◽  
Linear Mode ◽  
Automatic Control Systems ◽  
Destabilizing Factors ◽  
Non Linear ◽  
Aerial Vehicle

When modeling Automatic Control Systems (ACS) of an unmanned aerial vehicle (UAV), it is often necessary to take into account the nonlinearity of an aircraft's reaction when the controls drift, as well as the strong influence of various destabilizing factors that make the system go out of linear mode. When known analytical and numerical methods are used to analyze dynamic systems, it is problematic to obtain general solutions that are valid for the variable parameters of the system under study and, at the same time, provide the required error value. A method has been developed to model dynamic processes in automatic non-linear UAV control systems based on linear approximation by parts and crosslinking of partial solutions with consideration of the initial conditions. An example of using the technique to model the transition characteristics of an ACS UAV with a single non-linear link is considered. Based on the analysis of errors in the calculation of the transition process, the effectiveness of the proposed approach is shown.

scholarly journals Development of a methodology to model the dynamic properties of UAVS and high-order control systems

2020 ◽  
Vol 11 (30) ◽  
pp. 189-199
Author(s):  
G. S. Vasilyev ◽  
O. R. Kuzichkin ◽  
I. A. Kurilov ◽  
D. I. Surzhik
Keyword(s):  
Control Systems ◽  
Dynamic Properties ◽  
Transition Process ◽  
High Order ◽  
Order System ◽  
Variable Parameters ◽  
Computational Costs ◽  
Input Control ◽  
Destabilizing Factors ◽  
Aerial Vehicle

When modeling the dynamic properties of an unmanned aerial vehicle (UAV) and an automatic control system (ACS), it is often necessary to take into account factors such as the lack of rigidity of the aircraft structure, the influence of control and destabilizing factors, which leads to an increase in the order of the model under study. The known numerical and analytical methods do not allow us to obtain general solutions for the variable parameters of the high-order system under study, and at the same time provide the required amount of error and computational costs. A method is developed to model the dynamic properties of UAVs and high-order control systems based on the spectral method, the linear approximation by parts of the input control actions and the spectrum of the system's output signal. An example of using the technique to model the dynamic properties of different orders ACS UAVs (from 1 to 10) with different types of inertia is considered. Based on the analysis of errors in the calculation of the transition process, the effectiveness of the method for analyzing high-order systems is shown based on the required computational costs.

scholarly journals Повышение астатизма системы автоматического управления путем введения положительной обратной связи

2020 ◽  
Vol 43 (2) ◽  
Author(s):  
ANDREY KHANNANOV ◽  
KIRA CHUPINA ◽  
VALERY USOLTCEV
Keyword(s):  
Automatic Control ◽  
Control Systems ◽  
Positive Feedback ◽  
Power Plants ◽  
Proportional Integral ◽  
Automatic Control Systems ◽  
Non Linear ◽  
Additional Positive Feedback

Подчиненные системы автоматического управления (САУ) широко используются в технике, в том числе в судовых энергетических установках. Необходимость ограничения параметров объекта управления, таких как синхронный генератор или судовой электропривод, делает их нелинейными. Применение пропорционально-интегральных регуляторов создает проблему «интегрального насыщения», возникновения свободных движений в САУ при сходе регуляторов с ограничения. Авторами предлагается повысить астатизм САУ и решить проблему «интегрального насыщения» путем введения дополнительной положительной обратной связи с выхода объекта управления в пропорциональный канал регулятора. Эффективность таких САУ исследовалась нами с помощью анализа математических моделей нелинейных САУ и их цифрового моделирования. Результаты исследования: описана математическая модель одного из контуров САУ с дополнительной положительной обратной связью. Доказано, что введение такого вида связи позволяет увеличить астатизм САУ и исключить эффект «интегрального насыщения» при астатизме первого порядка, что повышает точность САУ при отработке управляющих сигналов. Предложен новый способ исключения эффекта «интегрального насыщения» в широкодиапазонных регуляторах напряжения судовых синхронных генераторов промысловых систем освещения без применения аппаратных защитных средств. Таким образом, доказана эффективность введения дополнительной положительной обратной связи на увеличение точности САУ и исключения эффекта «интегрального насыщения». Отмечена низкая чувствительность эффекта введения положительной обратной связи к изменению параметров САУ. Subordinate automatic control systems (SACS) are widely used in engineering inclusive of ship power plants. The need to limit specific parameters of the object makes them non-linear. The use of proportional-integral regulators leads to the problem of integral saturation, the emergence of free movements in SACS when the regulators descend from the limit. The authors propose to increase astatism of SACS and solve the problem of integral saturation by introducing additional positive feedback.

scholarly journals NON-LINEAR TRANSFORMATION OF SIGNALS IN SOFTWARE DESIGN OF DIGITAL CONTROL SYSTEMS COMPLEX

2017 ◽  
Vol 3 ◽  
pp. 140
Author(s):  
Vladimir Aleksandrovich Konevtsov ◽  
Lilia Motaylenko
Keyword(s):  
Automatic Control ◽  
Control Systems ◽  
Linear Transformation ◽  
Software Design ◽  
Digital Control ◽  
Automatic Control Systems ◽  
Digital Control Systems ◽  
Non Linear ◽  
Linear Elements

Dependencies between signals and dependence of signals on time are strictly non-linear. Non-linear elements, commonly used in the synthesis of automatic control systems, include: a two-point link, a two-point link with hysteresis, a three-point link, a three-point link with hysteresis, a module, saturation with insensitivity.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document