priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2024-67-3-294-299pribor-102Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯBRIEF NOTESФинитное управление квадрокоптером с гарантией нахождения выходного сигнала в заданном множествеFinite Control of a Quadcopter with a Guarantee for the Output Signal to Be in a Given SetКузнецовМ. Д.KuznetsovM. D.

Михаил Дмитриевич Кузнецов — аспирант,

Санкт-Петербург.

Mikhail D. Kuznetsov — Post-Graduate Student,

St. Petersburg.

kuznetcov.1997@yandex.ruМарусинаМ. Я.MarusinaM. Ya.

Мария Яковлевна Марусина — д-р техн. наук, профессор,

Санкт-Петербург.

Maria Ya. Marusina — Dr. Sci., Professor,

St. Petersburg.

myamarusina@itmo.ruУниверситет ИТМО, факультет систем управления и робототехникиITMO University, Faculty of Control Systems and Robotics202426112024673294299Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20242024Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/102

Предложен новый алгоритм финитного управления беспилотным летательным аппаратом по крену и тангажу. Алгоритм управления позволяет сохранить выходной сигнал рассматриваемого объекта в заранее известных границах в течение определенного интервала времени независимо от поступающих внешних возмущений. Проведен анализ динамической системы и определена цель управления, основным требованием к которой является нахождение выходного сигнала в заданном множестве. Для проведения моделирования сформированы сигналы для внешних возмущений, затем, для подтверждения эффективности предложенного алгоритма управления, проведены эксперименты в среде MatLab с использованием различных ограничений и возмущений. 

A new algorithm for finite control of an unmanned aerial vehicle in roll and pitch is proposed. The control algorithm allows to save the output signal of the object under consideration within pre-known boundaries for a certain time interval regardless of incoming external perturbations. An analysis of the dynamic system is performed; the control goal is determined with the main requirement to the output signal of finding in a given set. Effectiveness of the proposed control algorithm is tested in simulations carried out in the MatLab environment using various restrictions and generated signals for external disturbances. 

управлениерегуляторограниченияфинитное управлениекомпьютерное моделированиеквадрокоптерcontrolregulatorconstraintsfinite controlcomputer simulationquadcopterReferencesПоляк Б. Т., Хлебников М. В., Рапопорт Л. Б. Математическая теория автоматического управления: Учеб. пособие. М.: Ленанд, 2019.Polyak B.T., Khlebnikov M.V., Rapoport L.B. Matematicheskaya teoriya avtomaticheskogo upravleniya (Mathematical Theory of Automatic Control), Moscow, 2019. (in Russ.)Афанасьев В. Н., Колмановский В. Б., Носов В. Р. Математическая теория конструирования систем управления. М.: Высш. школа, 2003.Afanasyev V.N., Kolmanovsky V.B., Nosov V.R. Matematicheskaya teoriya konstruirovaniya sistem upravleniya (Mathematical Theory of Design of Control Systems), Moscow, 2003. (in Russ.)Youngduan Song, Yujuan Wang, Kristic M. Time-varying feedback for stabilization in prescribed finite time, Utkin 80 // Sliding Mode Control and Observation. 2018. Vol. 29. P. 618—633.Song Y., Wang Y., Kristic M. Sliding Mode Control and Observation, 2018, vol. 29, pp. 618–633.Зименко К. А. Методы финитного управления на основе теории однородных систем: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. СПб, 2018.Zimenko K. A. Metody finitnogo upravleniya na osnove teorii odnorodnykh sistem (Methods of Finite Control Based on the Theory of Homogeneous Systems), Candidate’s thesis, St. Petersburg, 2018, 120 р. (in Russ.)Пасергов С. Э. Алгоритмы управления формацией в задаче равномерного расположения агентов: Автореф. дис. … канд. техн. наук. М., 2013.Pasergov S.E. Algoritmy upravleniya formatsiyey v zadache ravnomernogo raspolozheniya agentov (Formation Control Algorithms in the Problem of Uniform Distribution of Agents), Candidate’s thesis, Moscow, 2013, 120 р. (in Russ.)Furtat I., Furtat P., Gushchin P. Control of Dynamical Plants with a Guarantee for the Controlled Signal to Stay in a Given Set // Autom. Remote Control. 2021. N 82. P. 654—669.Furtat I., Furtat P., Gushchin P. Autom. Remote Control, 2021, no. 82, pp. 654–669.Furtat I. B., Putov V. V. Suboptimal control of aircraft lateral motion // IFAC Proc. Volumes (IFAC-PapersOnline). 2013. Vol. 2. P. 276—282.Furtat I.B., Putov V.V. IFAC Proceedings Volumes (IFAC-PapersOnline), 2013, vol. 2, pp. 276–282.Kuznetsov M., Vrazhevsky S., Kopysova E. Quadrotor Control under Prespecified State-Space Bounds // 6th Scienific School on Dynamic Complex Networks and their Applications, DCNA, 2022. P. 172—175.Kuznetsov M., Vrazhevsky S., Kopysova E. 6th Scienific School on Dynamic Complex Networks and their Applications, DCNA, 2022, pp. 172–175.Furtat I., Furtat E., Tupichin E. Modified Backstepping Algorithm with Disturbances Compensation // IFACPapersOnLine. 2015. Vol. 48. P. 1056—1061.Furtat I., Furtat E., Tupichin E. IFAC-PapersOnLine, 2015, vol. 48, pp. 1056–1061.https://www.manualslib.com/manual/1545252/Quanser-Qball-2.html.https://www.manualslib.com/manual/1545252/Quanser-Qball-2.html.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.