| |
| Научно-образовательная и научно-техническая деятельность кафедры "Приборы управления" Тульского государственного университета
В. Я. Распопов, д-р техн. наук, проф.,
Тульский государственный университет,
науч. руководитель НОЦ "Микросистемная техника"
Стр. 2 – 4
Raspopov V. Ya. Scientific, Educational and Technical Activity of the Chair "Control Instruments" of the Tula State University
Содержание
|
| В. В. Матвеев, канд. техн. наук, доц., А. П. Шведов, канд. техн. наук, доц.,
С. И. Серегин, аспирант, tgupu@yandex.ru, Тульский государственный университет
Алгоритм ориентации для вращающегося по крену летательного аппарата*
Рассмотрены вращающиеся по крену летательные аппараты ЛА, которые оснащаются системами ориентации, содержащими карданов подвес и механические гироскопы.
Показано, что существующие алгоритмы ориентации в условиях быстрого вращения по крену дают значительные фазовые и амплитудные искажения, что ограничивает их применение. Разработан новый алгоритм ориентации для вращающегося по крену ЛА, который имеет более высокую точность выработки параметров ориентации и позволяет реализовать "синусно-косинусный механизм" перекладки рулей.
Ключевые слова: гироскоп, система ориентации, беспилотный летательный аппарат
Стр. 5 – 9
*Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 10-08-00230а "Научные основы построения малогабаритных систем ориентации и навигации для беспилотных вращающихся по крену летательных аппаратов"
Matveev V. V., Shvedov A. P., Seregin S. I. Attitude Algorithm for Roll Revolving Aircraft
Aircraft rotating on a list are equipped with the systems of orientation containing a gimbal and mechanical gyroscopes are considered. It is shown that existing algorithms of orientation in the conditions of fast rotation on a list give the considerable phase and amplitude distortions that limits their application. The new algorithm of orientation is developed for aircraft rotating on a list, having more accurate development of orientation parameters and allows to implement the "sine-cosine mechanism" rudders.
Keywords: gyroscope, systems of orientation, pilotless aircraft
Содержание
|
| В. Я. Распопов, д-р техн. наук, проф., зав. каф., tgupu@yandex.ru, М. Н. Машнин, инженер 2 кат., mmashnin@yandex.ru, А. В. Ладонкин, аспирант, tlsandos@rambler.ru, А. П. Шведов, канд. техн. наук, доц., Тульский государственный университет
Метод коррекции бесплатформенной системы ориентации малоразмерного беспилотного летательного аппарата
Рассмотрен метод компенсации влияния линейных ускорений, действующих на бесплатформенную гировертикаль, путем введения блока коррекции. Приведены результаты математического моделирования и экспериментальных исследований функционирования скорректированной бесплатформенной гировертикали.
Ключевые слова: бесплатформенная система ориентации, математическая модель, линеаризация, блок коррекции
Стр. 10 – 14
Raspopov V. Ya., Mashnin M. N., Ladonkin A. V., Shvedov A. P. The Correction Method of the Strapdown Orientation System for Small Sized UAV
The article is devoted the strapdown orientation system (SOS) with the line acceleration corrector and the correction method as well. The mathematical modeling results and the experience results of SOS working are shown in the article too.
Keywords: the strapdown orientation system, the mathematical model, a linearization, the corrector
Содержание
В. Я. Распопов, д-р техн. наук., проф., зав. каф., tgupu@yandex.ru, М. Н. Машнин, инженер 2 кат., mmashnin@yandex.ru, А. В. Ладонкин, аспирант, tlsandos@rambler.ru, Тульский государственный университет
Управление малоразмерными беспилотными летательными аппаратами в режиме терминальной навигации
Рассмотрены процедуры определения аэродинамических и тяговых характеристик малоразмерных беспилотных летательных аппаратов (МБПЛА) как объекта управления. Рассмотрены алгоритмы системы автоматического управления МБПЛА, функционирующей в режиме терминальной навигации.
Ключевые слова: системы координат, математическая модель, аэродинамические коэффициенты, тяговые характеристики, алгоритмы терминальной навигации
Стр. 15 – 22
Raspopov V. Ya., Mashnin M. N., Ladonkin A. V. Controlling of Small Sized UAVs in the 4-G Navigation Mode
The article is devoted to aerodynamical coefficients definition method and thrust characteristics definition method for unmanned aerial vehicles (UAVs). Control system 4-G navigation algorithms for UAVs is considered.
Keywords: coordinate systems, mathematical model, aerodynamical coefficients, thrust characteristics, 4-G navigation algorithms
Содержание
|
В. И. Краснощеченко, канд. техн. наук, доц., kviip@yandex.ru, Калужский филиал МГТУ им. Н. Э. Баумана
Синтез регулятора с ограниченным управлением для неустойчивого объекта с определением границы области стабилизации на основе гомотопии векторных полей
Рассмотрен синтез алгоритма управления неустойчивым линейным объектом с ограниченным управлением на основе метода модельного прогнозируемого управления, в котором применяется теоретико-групповая декомпозиция нелинейных дифференциальных уравнений расширенного объекта управления и взвешенное проектирование с грамианом управляемости. Для определения границы локальной области стабилизации используется гомотопия (непрерывная деформация) векторных полей; рассматриваются такие характеристики векторных полей, как вращение, индекс векторного поля. Представлены алгоритм синтеза управления, методика нахождения границы области стабилизации и результаты моделирования.
Ключевые слова: декомпозиция дифференциальных уравнений, группы Ли, нелинейные аффинные системы, метод модельного прогнозируемого управления, синтез регуляторов, грамиан управляемости, гомотопия векторных полей, вращение векторного поля, интегрирование дифференциальной l-формы.
Стр. 23 – 31
Krasnoshchechenko V. I. Synthesis of a Regulator with the Saturating Control for Unstable Plant with Definition of Bound of Stabilization Region Based on Homotopy of Vector Fields
Synthesis of control algorithm by unstable linear plant with the saturating control based on of a method of model predictive control is considered. In this method theoretical group decomposition of the nonlinear differential equations of the expanded plant and the weighed projection with gramian of controllability is applied. For determination of bound of stabilization region it is used homotopy (continuous deformation) vector fields; such characteristics of vector fields as rotation, an index of a vector field are considered. The algorithm of synthesis of control, a technique of a finding of bound of stabilization region and results of modeling are submitted.
Keywords: decomposition of the differential equations, Lie groups, nonlinear affine systems, a method of model predictive control, synthesis of regulators, gramian of controllability, homotopy of vector fields, rotation of a vector field, integration of the differential l-form
Содержание
С. В. Быстров1, канд. техн. наук, доц., В. В. Григорьев1, д-p техн. наук, проф., grigw@yandex.ru, Е. Ю. Рабыш1, аспирант, Rabysh@yandex.ru, О. К. Мансурова2, канд. техн. наук, доц.,
1Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (НИУ ИТМО),
2 Санкт-Петербургский Северо-Западный заочный технический университет
Анализ качества переходных процессов в непрерывных и дискретных системах на основе условий качественной экспоненциальной устойчивости*
На основе достаточных условий качественной экспоненциальной устойчивости и неустойчивости получены выражения оценок динамических показателей качества переходных процессов, позволяющие строить алгоритмы аналитического анализа и синтеза как непрерывных, так и дискретных динамических систем по желаемым прямым показателям качества, а также аналитического анализа динамических свойств неустойчивых непрерывных и дискретных динамических систем управления.
Ключевые слова: непрерывные и дискретные системы, качественная экспоненциальная устойчивость и неустойчивость, анализ и синтез систем управления, оценки показателей качества
Стр. 32 – 36
*Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 09-08-00857-а
Bystrov S. V., Grigoriev V. V., Rabysh E. Y., Mansurova O. K. Analysis of the Quality of Processes of Continuous and Discrete Control Systems Based on Conditions Qualitative Exponential Stability and Instability
On the basis of sufficient conditions of qualitative exponential stability and instability obtained an expressions assessment of dynamical quality scores of the transition process used to build algorithms for analysis and synthesis of both continuous and discrete dynamical systems on the desired direct quality scores, as well as for analysis of dynamic properties of instability continuous and discrete dynamical systems.
Keywords: continuous and discrete systems, qualitative exponential stability and instability, the analysis and synthesis of control systems, assessment of quality scores
Содержание
|
А. А. Воевода, д-р техн. наук, voevoda@ucit.ru, В. А. Жмудь, д-р техн. наук, oao_nips@bk.ru, А. Н. Заворин, аспирант, zavorin@ngs.ru, О. Д. Ядрышников, аспирант, oleg_yadr@mail.ru, Новосибирский государственный технический университет
Сравнительный анализ методов оптимизации регуляторов с использованием программных средств VisSim и MATLAB
Рассматриваются методы численной оптимизации регуляторов с использованием разных программных средств (MATLAB-6.5 и VisSim 6.0). Предлагаются эффективные способы расчета регуляторов, обеспечивающие лучшее качество управления при более простой структуре регулятора (в сравнении с предлагаемыми в других статьях структурами).
Ключевые слова: многопараметрические регуляторы, автоматическое управление, синтез регуляторов, оптимизация
Стр. 37 – 43
Voevoda A. A., Zhmud V. A., Zavorin A. N., Yadryshnikov O. D. The Comparative Analysis of Methods for Optimizing Controllers Using Software Vissim and MATLAB
Deals with methods of numerical optimization controllers using different software tools (MATLAB-6.5 and VisSim 6.0). Offers effective methods for calculating adjustments to ensure the best quality control in a simple structure of the regulator (in comparison with the proposed structures in other articles).
Keywords: many-parameter regulators, automatic control, regulators design, optimization
Содержание
Т. А. Царегородцева, аспирант, solnce-t@bk.ru, Ю. Н. Челноков,
д-р физ.-мат. наук, проф., гл. науч. сотр., ChelnokovYuN@info.sgu.ru, Институт проблем точной механики и управления РАН
Применение бикватернионов для решения прямой задачи кинематики роботов-манипуляторов
Развивается метод решения прямых задач роботов-манипуляторов, основанный на бикватернионных моделях. Рассматривается геометрия и кинематика движения робота-манипулятора Пума с использованием бикватернионов конечных перемещений, бикватернионных матриц, матриц дуальных направляющих косинусов углов.
Ключевые слова: прямая задача кинематики, бикватернион, бикватернионная матрица, матрица дуальных направляющих косинусов углов
Стр. 44 – 48
Tsaregorodtseva T. A., Chelnokov Yu. N. Biquaternion Decision of a Direct Problem of the Kinematics of Robot Manipulators
We develop a method for solving the direct problems of robot manipulators based on the biquaternion models. We consider the geometry and kinematics of the robot manipulator Puma with biquaternions of finite displacements, biquaternion matrices, matrices of the dual directing cosines of the angles.
Keywords: direct problem of kinematics, biquaternion, biquaternion matrix, the matrix of the dual directing cosines of the angles
Содержание
П. К. Лопатин, канд. техн. наук, доц., efa14@yandex.ru, Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Алгоритм исследования достижимости объекта манипулятором в неизвестной среде
Рассматривается алгоритм управления n-звенным манипуляционным роботом в среде с неизвестными статическими препятствиями. Доказывается теорема, утверждающая, что, двигаясь по данному алгоритму в дискретизированном конфигурационном пространстве, манипуляционный робот за конечное число шагов либо захватит объект, либо выдаст обоснованный ответ о том, что объект не может быть захвачен ни в одной из конфигураций.
Ключевые слова: робот, неизвестная среда, препятствия, достижимость
Стр. 49 – 52
Lopatin P. K. An Algorithm for Investigating of an Object Reachability by a Manipulator in an Unknown Environment
An algorithm for a n-link manipulating robot (MR) control in an environment with unknown static obstacles is considered. A theorem is proved, stating that following the algorithm in the discrete configuration space, the MR in a finite number of steps will either grasp an object or will come to a proved conclusion that the object may not be grasped in any configuration.
Keywords: robot, unknown environment, obstacles, reachability
Содержание
|
Е. А. Евдокимчик, инженер, obstwasser@mail.ru, Ю. Г. Оболенский,
д-р техн. наук, проф., нач. отделения, Г. М. Синевич,
д-р техн. наук, проф., вед. специалист, ОАО "РСК "МиГ", г. Москва
Определение крутизны радиосигнала при автоматическом заходе на посадку летательного аппарата
Рассматривается оценка крутизны радиосигнала при автоматическом заходе на посадку летательного аппарата с помощью интегральных квадратичных оценок в целях корректировки коэффициента усиления прямой цепи. Представлены два подхода к реализации данного метода, проведено их сравнение.
Ключевые слова: оценка крутизны радиосигнала, автоматический заход на посадку
Стр. 54 – 56
Evdokimchik E. А., Obolensky J. G., Sinevich G. M. Correction System with the Estimation of the Sensitivity Characteristic of a Radio signal to a Deviation from the Glide Path
Here is presented a correction system with the estimation of the sensitivity characteristic of a radio signal to a deviation from the glide path by means of integrated square-law estimations for the purpose of updating of factor of strengthening of a direct chain. Two approaches to realization of the given method are presented, their comparison is made.
Keywords: estimation of the sensitivity characteristic of a radio signal, automatic landing approach
Содержание
|
Д. С. Кабанов, аспирант, kabanovds@mail.ru, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Оптимизация пространственного маневра автоматического подводного аппарата с коррекцией параметров структуры управления
Показано, что алгоритм коррекции параметров структуры управления, полученной на основе решения задачи по принципу максимума, позволяет строить траекторию оптимального маневра в пространстве автоматического подводного аппарата (АПА) и устойчиво работает при изменении терминальных условий. Структура управления содержит участки особого управления. Представлены формулы для вычисления особого управления и результаты численного моделирования движения АПА.
Ключевые слова: автоматический подводный аппарат, принцип максимума, особое управление, прогнозирующая модель
Стр. 57 – 61
Kabanov D. S. An Algorithm with Parameters Correction of the Control's Structure for Spatial Maneuver Optimization of Automatic Underwater Vehicle
Control algorithm for a spatial maneuver of an automatic underwater vehicle (AUV) is considered. A problem of payload delivery by AUV to a given point is solved. The essence of the algorithm consists in optimal parameters correction of the control's structure. The control's structure is formed using Pontryagin's maximum principle and contains singular control segments. This algorithm forms an optimal trajectory of AUV and works stable under changing terminal conditions. Numerical calculations of AUV dynamics using the simulation model and formulas for singular control are presented.
Keywords: automatic underwater vehicle, Pontryagin's maximum principle, singular control, predictive model
Содержание
Д. Г. Грязин, д-р техн. наук, нач. отдела, gdg@mt.ifmo.ru, А. Б. Чекмарев, инженер, chekmarev-ab@yandex.ru, ОАО "Концерн "ЦНИИ "Электроприбор", г. Санкт-Петербург
Исследование кинематической схемы стенда для воспроизведения угловых колебаний
Рассматриваются вопросы проектирования испытательного стенда, поворотная платформа которого приводится в угловое колебательное движение путем преобразования линейного возвратно-поступательного перемещения подвижной катушки управления электромагнитного привода. Обосновывается выбор кинематической схемы стенда, приводится описание функциональной схемы. Предлагается анализ влияния размеров и формы конструктивных элементов на точностные и динамические характеристики стенда.
Ключевые слова: стенд, испытания, угловая скорость, микромеханический датчик, динамические характеристики, калибровка, электромагнитный привод, кинематическая схема, погрешность
Стр. 61 – 66
Gryazin D. G., Chekmarev A. B. Kinematic Analysis of Angular Velocity Test Bench Design
The issues of the test bench design kinematic analysis are investigated. The key feature of the test bench is a method of transformation of the linear reciprocating movement of the coil of an electromagnetic actuator to the angular oscillations of the platform. The kinematic scheme of the stand is proved, the functional circuit is described. Analyze results of the influence of the size and shape of structural elements on the accuracy and dynamic characteristics of the test bench are presented.
Keywords: test bench, test, angular velocity, micromechanical sensor, dynamic response, calibration, electromagnetic actuator, kinematics, error
В. Э. Джашитов, д-р техн. наук, проф., В. М. Панкратов, д-р техн. наук, проф., А. В. Голиков, канд. техн. наук, iptmuran@san.ru, Институт проблем точной механики и управления РАН, г. Саратов
Гироскопический тренажер с переменным кинетическим моментом: автоматизированный анализ и управление
Построена и исследована нелинейная математическая модель специализированного гироскопического тренажера для рук, применяемого в медицинской и спортивной практике. Разработано поддерживающее программное обеспечение. На основе аналитического и автоматизированного численного анализа полученных динамических уравнений движения осуществлен выбор параметров тренажера и необходимых управляющих воздействий, обеспечивающих существенное увеличение его переменного кинетического момента. Выработаны практические рекомендации по управлению тренажером.
Ключевые слова: гироскопический тренажер с переменным кинетическим моментом, математическая модель, программное обеспечение, автоматизированный анализ, управляющие воздействия
Стр. 66 – 70
Dzhashitov V. E., Pankratov V. M., Golikov A. V. Gyroscopic Simulator with a Variable Angular Momentum —the Automated Analysis and Control
The non-linear mathematical model of a specialized gyroscopic simulator for the hands, applied in a medical and sporting practice is constructed and researched. It is developed supporting the software. On the basis of the analytical and automated numerical analysis of the received dynamic equations of motion the selection of parameters of a simulator and the necessary control effects providing essential increase of its variable angular momentum is executed. Practical recommendations on control of a simulator are produced.
Keywords: gyroscopic simulator with a variable angular momentum, mathematical model, the software, the automated analysis, control effects
Содержание
Наверх |
|
