Page 2 - Технология разработки системы управления полетом для беспилотного летательного аппарата c помощью геометрического метода

ISSN 2305-5626. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана: электронное издание. 2013

2

ных датчиков. Достоверность и повторяемость измерений, проводи-

мых в одинаковых условиях, подразумевает их инвариантность отно-

сительно времени. Такие фундаментальные физические законы, как

законы сохранения, имеют вид интегралов, т. е. подразумевают, что

некоторые измеримые физические величины, характеризующие зам-

кнутую физическую систему, не изменяются с течением времени.

Иначе говоря, можно считать, что любая замкнутая физическая систе-

ма стремится к состоянию баланса или равновесия.

На это фундаментальное свойство замкнутой физической системы

обратил внимание А.М. Ляпунов, предложив для анализа асимптотиче-

ской устойчивости динамических систем рассматривать первый член

ряда Тейлора, т. е. линеаризацию нелинейной системы

около положе-

ния равновесия

. На наш взгляд, это и есть важнейший вклад А.М. Ля-

пунова в теорию автоматического регулирования и управления.

Практический опыт создания технических устройств, выполня-

ющих автоматически некоторые действия, исчисляется тысячелетия-

ми: от разомкнутых систем вида кукольного театра Герона Алек-

сандрийского или механического пианино до замкнутых систем ав-

томатического регулирования типа регуляторов Уатта или систем

управления движением мобильного робота. Эволюция таких систем

отражена и в их названиях: системы автоматического регулирования

(САР), системы автоматического управления (САУ), автоматизиро-

ванные системы управления (АСУ), системы целенаправленного по-

ведения (СЦП).

С точки зрения формирования уставки, являющейся целью управ-

ления, перечисленные системы различаются следующим образом:

– САР в процессе своего функционирования должна поддержи-

вать постоянным некоторый параметр, противодействуя внешним

возмущениям;

– САУ обеспечивает согласованное изменение уставок для сово-

купности систем регулирования в зависимости от некоторого рассо-

гласования между текущим и заданным состояниями объекта управ-

ления, измеряемыми автоматически;

– АСУ обладают наибольшей гибкостью ввиду того, что уставки

задает человек-оператор сообразно своим целям, используя соб-

ственные органы чувств для определения расстояния текущего со-

стояния объекта управления от желаемого. Ярким примером АСУ

является управляемый пилотом маневренный летательный аппарат;

– СЦП локально заменяет человека-оператора при выполнении кон-

кретной формализованной задачи, причем благодаря своей пропускной

способности СЦП, как правило, может это сделать заведомо лучше че-

ловека. В то же время человеку надо предоставить такой уровень

управления, в процессе которого его участие наиболее эффективно.

Таким образом, совокупно может быть создан некий

инструмент

в виде управляемого изделия, в котором все уровни иерархии инфор-

мационно и динамически согласованы.