Чжан Синькэ. Методы и алгоритмы управления и оценивания для посадки беспилотных летательных аппаратов на беспилотную машину

Короткий опис

Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана
(Национальный исследовательский университет)
На правах рукописи
ЧЖАН СИНЬКЭ
МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ И ОЦЕНИВАНИЯ ДЛЯ ПОСАДКИ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ НА
БЕСПИЛОТНУЮ МАШИНУ
Специальность 2.3.1. Системный анализ, управление и обработка информации,
статистика
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель: к. т. н., доцент Селезнева Мария Сергеевна
Москва - 2023 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ......................................................................................... 4
ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................. 5
ГЛАВА 1. БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ И БЕСПИЛОТНАЯ МАШИНА.................................................................................................................. 12
1.1. Задача совместного функционирования беспилотного летательного
аппарата и беспилотной машины......................................................................... 12
1.2. Обзор беспилотного летательного аппарата, которые могут
применяться совместно с беспилотной машиной.............................................. 16
1.3. Обзор беспилотных машин, которые могут совместно использоваться с
беспилотным летательным аппаратом................................................................ 36
1.4. Постановка задачи........................................................................................ 43
Выводы по главе 1 ............................................................................................... 45
ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИИ РЕАЛИЗАЦИИ ПОСАДКИ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ............................................................................. 46
2.1. Способ реализации процесса сближения беспилотного летательного
аппарата при посадке на движущуюся беспилотную машину......................... 46
2.2. Посадка беспилотного летательного аппарата по навигационным
определениям......................................................................................................... 58
2.3. Инерциальная навигационная система....................................................... 63
2.4. Спутниковая навигационная система ....................................................... 70
2.5. Система сверхширокополосного ориентирования

Выводы по главе 2................................................................................................. 80
ГЛАВА 3. АЛГОРИТМЫ ПОСАДКИ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА............................................................................................................... 81
3.1. Разработка алгоритма адаптивного фильтра.............................................. 81
3.2. Разработка алгоритма фильтрации на основе федеративной структуры . 90
3.3. Алгоритм фильтра на основе модуля выбора............................................ 94
3.4. Адаптивный навигационный комплекс беспилотного летательного
аппарата с коррекцией от радиомаяков ближнего действия ......................... 100
3.5. Система посадки беспилотного летательного аппарата на подвижное
основание с использованием радиомаяков ближнего действия .................... 107
Выводы по главе 3............................................................................................... 114
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ................................ 116
4.1 Параметры математического моделирования........................................... 116
4.2 Результаты математического моделирования........................................... 118
Выводы по Главе 4.............................................................................................. 125
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ...................................................................................................... 127
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Список літератури

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ
1. Разработана система посадки БЛА на подвижное основание с использованием радиомаяков, отличающаяся от известных простотой реализации.
2. Разработана Функциональная схема НК БЛА с коррекцией от радиомаяков ближнего радиуса действия, обеспечивающей помехозащищенность работы БЛА и БМ.
3. Разработан метод коррекции НК на основе адаптивного фильтра Калмана, с фактором забывания и распределенной структурой. По сравнению с аналогом точность алгоритма увеличена в среднем на 5-8%.
4. Разработан алгоритм коррекции НК с интеллектуальной компонентой в составе ИНС/ГНСС/СШП на основе федеративного фильтра Калмана. По сравнению с прототипом точность коррекции повышается в среднем на 9-12%.
5. Разработан алгоритм спуска БЛА на подвижную БМ, основанный на взвешенном методе наименьших квадратов. Отличающийся простотой реализации на борту БЛА.