ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
Глава 1 Современное состояние проблем динамического дифференциро-
вания сигналов и построения реализуемых эталонных траекторий………...
16
1.1 Описание проблемы дифференцирования сигналов……………….. 16
1.2 Методы синтеза динамических дифференциаторов в виде наблю-
дателей состояния……………………………………………....................
19
1.2.1 Наблюдатель производных стандартной структуры………... 20
1.2.2 Наблюдатели производных без собственных движений…… 23
1.3 Следящие дифференциаторы как средство восстановления про-
изводных зашумленных сигналов………………………………………
29
1.4 Проблема реализуемости эталонных траекторий мобильных
роботов…………………………………………………………………..
32
1.5 Направления и методы диссертационного исследования………….. 39
Глава 2 Каскадный синтез дифференциаторов–наблюдателей детермини-
рованных сигналов с кусочно-линейной коррекцией ……………………….
44
2.1 Постановка задачи …………………………………………………… 44
2.2 Процедуры каскадного синтеза ……………………………………... 47
2.2.1 Общий случай ………………………………………………… 47
2.2.2 Сравнительный анализ процедур настроек дифференциато-
ров третьего порядка ………………………………………………..
60
2.3 Результаты моделирования ………………………………………….. 64
2.4 Выводы по главе 2 …………………………………………………… 69
Глава 3 Блочный синтез следящих дифференциаторов с учетом проектных
ограничений на переменные состояния и управления ………........................
70
3.1 Свойства сигма-функции и сигмовидной обратной связи ………… 71
3.2 Синтез следящего дифференциатора общего вида ………………... 75
3.3 Факторы выбора динамического порядка следящего дифференци-
атора ……………………………………………………………………….
82
3
3.3.1 Универсальные свойства следящего дифференциатора …… 82
3.3.2 Синтез одноблочного следящего дифференциатора ………. 84
3.3.3 Синтез трехблочного следящего дифференциатора для
сглаживания пространственной траектории ………………………
86
3.3.4 Фильтрующие свойства следящего дифференциатора …….. 90
3.4 Результаты моделирования …………………………………………. 93
3.5 Выводы по главе 3 …………………………………………………... 104
Глава 4 Применение динамических дифференциаторов в системах тра-
екторного управления беспилотными колесными платформами …………..
105
4.1 Синтез нелинейного управления в задаче путевой стабилизации 105
4.1.1 Описание проблемы …………………………………………. 105
4.1.2 Описание модели объекта управления. Постановка задачи .. 108
4.1.3 Декомпозиционная процедура синтеза нелинейной обрат-
ной связи …………………………………………………………….
111
4.1.4 Результаты моделирования …………………………………... 115
4.1.5 Применение дифференциаторов–наблюдателей производ-
ных задающих воздействий в задаче путевой стабилизации …….
116
4.2 Применение следящих дифференциаторов в задачах планирова-
ния движения одиночного робота на полигоне ………………………...
121
4.3 Применение следящего дифференциатора для синтеза следящей
системы на основе двухканальной модели колесной платформы …….
131
4.4 Выводы по главе 4 …………………………………………………… 138
Глава 5 Управление движением беспилотных летательных аппаратов в
условиях ветровых возмущений ………………………………………...........
139
5.1 Два подхода к подавлению внешних возмущений с помощью
сигмовидных управляющих воздействий ………………………………
139
5.1.1 Описание проблемы ………………………………………….. 139
5.1.2 Модель объекта управления. Постановка задач ……………
142
4
5.1.3 Закон комбинированного управления с компенсацией пере-
крестных связей ……………………………………………………..
145
5.1.4 Метод иерархии управлений ………………………………… 150
5.1.5 Результаты моделирования …………………………………... 154
5.2 Генерация достижимых 4D-траекторий и оценивание ветровых
возмущений с помощью динамических моделей с сигмовидной кор-
рекцией …………………………………………………………………….
159
5.2.1 Базовый закон комбинированного управления 160
5.2.2 Построение примитивной 4D-траектории для центра масс
БПЛА …………………………………………………………………
162
5.2.3 Синтез наблюдателя возмущений …………………………… 163
5.2.4 Результаты апробации на виртуальных полигонах ………... 166
5.3 Выводы по главе 5 …………………………………………………... 170
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………... 172
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………………………….. 174
ПРИЛОЖЕНИЯ ……………………………………………………………… 186
