l₁-Optimization Approach to Design of Digital Autopilots for Lateral Motion Control of an Aircraft = l₁ -оптимізаційний підхід до проектування цифрових автопілотів для управління боковим рухом літального апарату

Abstract

В рамках сучасної теорії керування поставлено і розв’язано задачу так званої l1-оптимізації цифрових П- та ПІ-автопілотів для керування бічним рухом деякого літального апарату за наявності неконтрольованих зовнішніх збурень типу пориву вітру. Встановлені умови стійкості системи керування з двома зворотними зв’язками. Запропоновані чисельні методи знаходження оптимальних значень параметрів автопілотів. Отримані результати є прикладними.

The optimal digital autopilot needed to control of the roll for an aircraft in the presence of an arbitrary unmeasured disturbances is addressed in this paper. This autopilot has to achieve a desired lateral motion control via minimizing the upper bound on the absolute value of the difference between the given and true roll angles. It is ensured by means of the two digital controllers. The inner controller is designed as the discrete-time PI controller in order to stabilize a given roll rate. This variable is formed by the external discrete-time P controller. To optimize this control system, the controller parameters are derived utilizing the so-called l1-optimization approach advanced in modern control theory. The motion parameters are assumed to be known.