Метод динамического синтеза коэффициентов адаптивного LQR регулятора в сочетании с пид-регулятором в системе управления мультироторным БВС
Автор: Д.М. Волков, А.И. Савельев
Рубрика: Математическое моделирование
Статья в выпуске: 3 т.18, 2025 года.
Бесплатный доступ
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.
LQR, LQ-регулятор, адаптивный LQR, адаптивный регулятор, адаптивный LQ-регулятор, СУ БВС
Короткий адрес: https://sciup.org/147251631
IDR: 147251631 | УДК: 681.5.013 | DOI: 10.14529/mmp250301
5 - 15 Method of Dynamic Synthesis of Adaptive LQR Controller Coefficients in Combination with PID Controller in the Control System of a Multirotor UAV
The objective of this work is to improve the robustness and stability of the control system of a multirotor unmanned aerial vehicle (CS UAV) using a new method of dynamic LQR synthesis of gain factors and generation of control actions. The developed method ensures real-time adaptation of the UAV CS to external influences due to dynamically changing weighting factors of the cost matrices Q and R, as well as generated coefficients of the UAV dynamic model. A comparison of the synthesized controller based on the developed method with a PID controller, which is widely used in modern UAVs, is carried out. It is revealed that the developed method works comparatively better, showing, under certain experimental conditions, the percentage of correlation of the output action to the desired angular position is 26 % greater than the PID controller with static coefficients. At the same time, the time interval of the transient regulation process using the proposed method is on average 5 times smaller than that of the considered analogue.
