Синтез адаптивного алгоритма оценки угловой ориентации подвижных объектов на базе квазиоптимальных моделей движения с учетом команд автопилота

Работа посвящена актуальной теме повышения точности определения угловой ориентации автономных летательных аппаратов с применением динамической модели движения за счет использования априорной информации о сигналах управления, формируемых бортовым автопилотом в режиме парирования внешних воздействий. Разработанный алгоритм основан на квазиоптимальной модели движения второго порядка, полученной с учетом динамических ограничений и рациональных допущений. Для анализа его эффективности проведено численное моделирование процесса оценки угловой ориентации мультироторного беспилотного летательного аппарата. Полученные результаты демонстрируют повышение точности оценки угловой ориентации беспилотного летательного аппарата в среднем на 7–15 % в сравнении с аналогичным алгоритмом без учета команд автопилота.

1. Асланов, М. А. Системный анализ и принятие решений в деятельности учреждений реального сектора экономики, связи и транспорта / М. А. Асланов, В. В. Кузнецов, Ю. Н. Макаров. – Москва : Экономика, 2010. – 406 с. – ISBN 978-5-282-03021-1.

2. Синтез интеллектуальных алгоритмов обработки информации инерциальных датчиков в условиях деградации измерительного канала / Д. С. Андрашитов, А. А. Костоглотов, А. С. Пеньков, С. В. Лазаренко // Радиотехника. – 2024. – Т. 88, № 8. – С. 146–155. – DOI 10.18127/j00338486-202408-14.

3. Синтез измерительной процедуры оценки ориентации малого беспилотного летательного аппарата в условиях изменения статуса результатов измерений / А. А. Костоглотов, В. О. Зехцер, А. С. Пеньков, С. В. Лазаренко // Измерительная техника. –2023. – № 12. – С. 4–11. – DOI 10.32446/0368-1025it.2023-12-4-11. Measuring equipment. – 2023. – No. 12. – P. 4–11. – DOI 10.32446/0368-1025it.2023-12-4-11.

4. Синтез интеллектуального алгоритма оценки ориентации подвижных объектов транспортной инфраструктуры на базе многопараметрического идентификатора / А. А. Костоглотов, С. В. Лазаренко, А. С. Пеньков [и др.] // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2023. – № 1 (89). – С. 144–151. – DOI 10.46973/0201-727X_2023_1_144.

5. Справочник по теории автоматического управления / А. Г. Александров, В. М. Артемьев, В. Н. Афанасьев [и др.] ; под редакцией А. А. Красовского. – Москва : Наука, 1987. – 711 с.

6. Исследование алгоритмов определения ориентации для микроспутников серии «ТаблетСат» / Д. С. Иванов, Н. А. Ивлев, С. О. Карпенко, М. Ю. Овчиников // Препринты ИПМ им. М. В. Келдыша. – 2014. – № 64. – 24 с.

7. Костоглотов, А. А. Метод синтеза адаптивных алгоритмов оценки параметров динамических систем на основе принципа декомпозиции и методологии объединенного принципа максимума / А. А. Костоглотов, А. С. Пеньков, С. В. Лазаренко // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия : Естественные науки. – 2020. – № 4 (208). – С. 22–28. – DOI 10.18522/1026-2237-2020-4-22-28.

8. Лященко, З. В. Методы синтеза многорежимных алгоритмов управления и обработки информации на основе условия максимума обобщенной мощности : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / З. В. Лященко. – Ростов-на-Дону, 2022. – 204 с.

9. Kalman, R. A new approach to linear filtering and prediction problems / R. Kalman // Transactions of the ASME – Journal of Basic Engineering. – 1960. – P. 35–45.

10. Markley, F. L. Fundamentals of spacecraft attitude determination and control / F. L. Markley, J. L. Crassidis. – New York, USA : Springer, 2014. – 486 p.

11. Костоглотов, А. А. Структурно-параметрический синтез фильтра сопровождения на базе декомпозиции по целевому функционалу с адаптацией к возмущениям траектории / А. А. Костоглотов, А. С. Пеньков, С. В. Лазаренко // Информационно-измерительные и управляющие системы. – 2021. – Т. 19, № 2. – С. 14– 25. – DOI 10.18127/j20700814-202102-02.

12. Kostoglotov, A. Quasi-optimal synthesis of an adaptive filter in the problem of estimating the state of dynamic systems / A. Kostoglotov, A. Penkov, S. Lazarenko // E3S Web of Conferences. – 2020. – P. 210:01002. – DOI 10.1051/e3sconf/202021001002.

13. Synthesis of an extrapolator of state parameters of dynamic processes in intelligent transport systems based on the scientific and methodological apparatus of reducing the Lagrange problem to an isoperimetric one / A. A. Kostoglotov, V. O. Zekhtser, A. S. Penkov, M. O. Nakonechnaya // Proceedings of the Eighth International Scientific Conference «Intelligent Information Technologies for Industry» (IITI’24). – 2024. – Vol. 1. – P. 12–20. – DOI 10.1007/978-3-031-77688-5_2.

14. Разработка элементов беспилотных технологий на базе методов объединенного принципа максимума : отчет о НИР / ФГБОУ ВО РГУПС ; А. А. Костоглотов, С. В. Лазаренко, А. С. Пеньков [и др.]. – Ростов-на-Дону, 2019. – № 328. – 43 с.

15. Kostoglotov, A. A. Synthesis method of algorithms for dynamic state estimation of maneuvering objects based on quasi-optimal motion models using reduction of the Lagrange problem / A. A. Kostoglotov, A. S. Penkov // International Journal of Mechanics and Control. – 2024. – Vol. 25, No. 2. – P. 77–85. – DOI https://doi.org/10.69076/jomac.2024.0030.

16. Bar-Shalom, Y. Multitarget-multisensor tracking : principles and techniques / Y. Bar-Shalom, X. R. Li. – Storrs : YBS Publishing, 1995. – Vol. II. – 615 p.

17. Матвеев, В. В. Основы построения бесплатформенных инерциальных навигационных систем / В. В. Матвеев, В. Я. Распопов. – Санкт-Петербург : ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2009. – 280 с. – ISBN 978-5-900-78073-3.