2 / 18
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2016. № 3
25
Keywords:
multicriteria optimization, stabilization system, efficiency indices, un-
manned aircraft, genetic algorithm, testing.
Формирование рабочих областей варьируемых параметров является
одной из ключевых задач, решаемых при исследовании и разработке си-
стем управления беспилотными летательными аппаратами (БЛА). При
формализации постановки этой задачи целесообразно ее рассматривать
в контексте более общей проблемы обеспечения робастного качества,
гарантирующего заданный уровень эффективности функционирования
системы управления в условиях параметрической неопределенности на
всем диапазоне условий ее эксплуатации. Подробные обзоры результа-
тов по робастности, из которых следует, что конструктивное построение
требуемых рабочих областей возможно лишь в частных случаях, приве-
дены в работах [1, 2]. Методики, основанные на формализации исход-
ной постановки в виде линейной оптимизационной задачи, где целевая
функция характеризует запас работоспособности системы, и на постро-
ении вычислительных оптимизационных процедур, реализованных на
симплексном методе, предложены в работах [3–6]. Оптимальное реше-
ние указанной задачи характеризует точку, соответствующую макси-
мальной степени работоспособности системы и расположенную внутри
симплекса ограничений на параметры.
Особенность рассматриваемой в настоящей работе задачи форми-
рования рабочей области варьируемых параметров для трехканальной
нелинейной системы стабилизации (ССт) БЛА заключается в том, что
она формализуется в виде системы нелинейных функциональных не-
равенств. Согласно предварительным исследованиям, область, в кото-
рой обеспечивается заданный уровень робастного качества, представ-
ляет собой невыпуклое многосвязное множество. Это обстоятельство
делает невозможным применение известных оптимизационных подхо-
дов и обусловливает необходимость разработки новых вычислитель-
ных технологий.
В статье рассмотрена формализованная методика решения задачи
формирования рабочей области варьируемых параметров трехканаль-
ной ССт БЛА в виде системы интервальных ограничений-неравенств.
Исходная задача сформулирована в виде задачи многокритериальной
оптимизации, в которой в качестве целевых функций использованы
показатели степени технической устойчивости в каналах ССт как
наиболее чувствительные к изменениям варьируемых параметров [7].
Для решения поставленной задачи разработана вычислительная
процедура, в основе которой лежит комплекс генетических алгоритмов
многокритериальной оптимизации [8]. Эффективность разработанных
вычислительных процедур подтверждена на тестовых задачах.
Модель трехканальной системы стабилизации.
Структурная
схема ССт БЛА построена в среде Simulink (рис. 1). Модель ССт вклю-
чает в себя продольный и боковой каналы, канал крена.