кандидат технических наук;
candidate of technical sciences;
В статье рассматривается задача синтеза алгоритмов автоматического управления беспилотным летательным аппаратом (БПЛА) при аварийном обрыве волоконно-оптического канала связи между бортом и станцией внешнего пилота (СВП). Предложена архитектура автоматизированной системы безопасного завершения полета (СБЗП), которая постоянно функционирует в составе бортового автопилота и сочетает робастный регулятор на основе линейно-квадратичного закона (LQR) для стабилизации движения и адаптивный контур с эталонной моделью (MRAC) для компенсации скачкообразного изменения массо-инерционных характеристик аппарата после аварийного сброса катушки с остатками оптического волокна. Сформулирован алгоритм обнаружения обрыва канала связи по интегральной мощности оптического сигнала. Проведено математическое моделирование продольного движения БПЛА в среде MATLAB/Simulink, подтверждающее эффективность предложенного комбинированного закона управления. Дополнительно предложена компактная экономическая модель оценки эффекта применения СБЗП через сокращение ожидаемого ущерба при аварийном завершении полета, что повышает экономическую целесообразность эксплуатации БПЛА с волоконно-оптическим каналом связи при мониторинге протяженных объектов.
The paper addresses the synthesis of automatic control algorithms for an unmanned aerial vehicle (UAV) in the event of a fiber-optic communication link failure between the aircraft and the external pilot station. An architecture of an automated safe flight termination system is proposed, which operates continuously within the onboard autopilot and combines a robust LQR controller for stabilization with an adaptive MRAC loop compensating for the step-like change of mass and inertia caused by the emergency release of the fiber-optic cable spool. An algorithm for detecting link failure based on the integral optical signal power is formulated. Mathematical simulation of the UAV longitudinal motion in MATLAB/Simulink confirms the efficiency of the combined control law. A compact economic model of the system effect is also proposed, expressed as the reduction of expected losses caused by emergency flight termination, which improves the economic feasibility of operating UAVs with a fiber-optic link for monitoring extended infrastructure objects.