Метод структурной адаптации дискретных алгоритмов объединенного принципа максимума в задачах оценки параметров движения


https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2016.6.10

Полный текст:


Аннотация

Постановка проблемы: несоответствие модели движения наблюдаемому изменению состояния приводит к расходимости и даже срыву алгоритма оценивания при сопровождении маневрирующей цели, что определяет актуальность разработки адаптивных фильтров. Один из традиционных вариантов адаптации фильтров заключается в использовании совокупности идентичных моделей с различными параметрами. Это позволяет учесть неопределенности статистического или геометрического характера для кинематических моделей при описании маневра. Однако большое разнообразие видов маневра приводит к сложным вариантам реализации фильтров, построенных на базе этого подхода. Цель исследования: решение проблемы адаптации дискретной математической модели к динамике наблюдаемой системы как результата структурного синтеза, который получается из решения обратной задачи динамики на основе объединенного принципа максимума. Результаты: разработана динамическая модель движения системы в форме векторного разностного уравнения, которая отличается от известных структурой и размерностью матриц состояний и возмущений за счет применения модели ускорения, полученной с использованием вариационного принципа Гамильтона - Остроградского. Применение дискретного метода инвариантного погружения позволяет разработать новый алгоритм оценивания параметров движения маневрирующей цели. Математическое моделирование показало, что в сравнении с традиционной моделью ускорения с экспоненциальной автокорреляцией новое решение обеспечивает повышение точности оценивания при меньшем объеме вычислительных затрат. Практическая значимость: разработанный метод адаптации структуры алгоритма оценивания приводит к выигрышу в точности оценивания при снижении объема вычислительных затрат в сравнении с традиционными.

Об авторах

Андрей Александрович Костоглотов
Ростовский государственный университет путей сообщения
Россия


Антон Александрович Кузнецов
оенно-воздушная академия им. профессора Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина
Россия


Сергей Валерьевич Лазаренко
Донской государственный технический университет
Россия


Игорь Владимирович Дерябкин
Ростовский государственный университет путей сообщения
Россия


Список литературы

1. Костоглотов А. А., Костоглотов А. И., Лазаренко С. В. Объединенный принцип максимума в задачах оценки параметров движения маневрирующего летательного аппарата // Радиотехника и электроника. 2009. № 4. С. 450-457.

2. Костоглотов А. А., Костоглотов А. И., Лазаренко С. В. Объединенный принцип максимума в информационных технологиях анализа и синтеза. - Ростов н/Д: РТИСТ (фил.) ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», 2010. - 164 с.

3. Костоглотов А. А. и др. Синтез алгоритма автономного управления математическим маятником на основе объединенного принципа максимума / А. А. Костоглотов, А. А. Кузнецов, С. В. Лазаренко, Д. С. Андрашитов, И. В. Дерябкин// Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Сер. Технические науки. 2010. № 3. С. 9-14.

4. Костоглотов А. А. и др. Синтез оптимального управления на основе объединенного принципа максимума / А. А. Костоглотов, А. И. Костоглотов, С. В. Лазаренко, Л. А. Шевцова // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Сер. Технические науки. 2010. № 2. С. 31-37.

5. Костоглотов А. А. и др. Метод оценки параметров движения управляемого летательного аппарата на основе объединенного принципа максимума с построением опорной траектории / А. А. Костоглотов, А. И. Костоглотов, С. В. Лазаренко, Б. М. Ценных // Успехи современной радиоэлектроники. 2012. № 6. С. 61-66.

6. Костоглотов А. А. и др. Синтез фильтра сопровождения со структурной адаптацией на основе объединенного принципа максимума / А. А. Костоглотов, А. А. Кузнецов, С. В. Лазаренко, В. А. Лосев // Информационно-управляющие системы. 2015. № 4. С. 2-9. doi:10.15217/issn1684-8853.2015.4.2

7. Костоглотов А. А. и др. Совмещенный синтез адаптивного к маневру фильтра сопровождения / А. А. Костоглотов, А. А. Кузнецов, С. В. Лазаренко, Б. М. Ценных // Радиотехника. 2015. № 7. С. 95-103.

8. Толпегин И. А. Применение метода минимаксной фильтрации для оценки параметров движения беспилотного летательного аппарата с использованием нелинейной модели движения // Изв. Конструктивность полученных результатов подтверждается математическим моделированием. Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ № 16-37-60034 мол_а_дк, 16-3800665 мол_а, 15-08-03798 А и 15-3820835 мол_а_вед. Российской академии ракетных и артиллерийских наук. 2014. № 2. С. 51-60.

9. Васильев К. К., Павлыгин Э. Д., Гуторов А. С. Построение траекторий маневрирующих целей на основе сплайнов и фильтра Калмана // Автоматизация процессов управления. 2016. № 1. С. 67-75.

10. Bar-Shalom Y., Rong Li X., Kirubarajan T. Estimation with Applications to Tracking and Navigation. - N. Y.: John Wiley & Sons, 2001. - 558 p.

11. Бар-Шалом Я. Траекторная обработка. Принципы, способы и алгоритмы. Ч. 2. - М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. - 239 с.

12. Singer R. A. Estimating Optimal Tracking Filter Performance for Manned Maneuvering Targets // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 1970. AES-6. N 4. P. 473-483.

13. Li X. R., Jilkov V. P. Survey of Maneuvering Target Tracking. Part I: Dynamic Models // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2003. Vol. 39. N 4. P. 1333-1364. doi:10.1109/TAES.2003.1261132

14. Moshiri B., Besharati F. Maneuvering Target Tracking // WSEAS Transactions on Circuit and Systems. 2004. Vol. 3. P. 176-182.

15. Jin-Long Y., Hong-Bing J. A Novel Robust Two-Stage Extended Kalman Filter for Bearings-Only Maneuvering Target Tracking // International Journal of the Physical Sciences. 2011. Vol. 6(5) P. 987-991. doi:10.5897/IJPS11.037

16. Лурье А. И. Аналитическая механика. - М.: ГИФМЛ, 1961. - 824 с.

17. Костоглотов А. А., Лазаренко С. В., Мурашев А. А. Метод структурно-параметрической идентификации инерциальных навигационных систем с использованием вариационных принципов // Оборонная техника. 2014. № 5-6. С. 43-49.

18. Костоглотов А. А. и др. Структурный синтез лагранжевых систем автоматического управления с использованием первых интегралов движения / А. А. Костоглотов, А. А. Кузнецов, С. В. Лазаренко, Д. С. Андрашитов // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2015. № 12. С. 12-18.

19. Седж Э. П., Мелса Д. Л. Идентификация систем управления. - М.: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1974. - 248 с.

20. Гантмахер Ф. Р. Теория матриц. - М.: Физматлит, 2010. - 560 с.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Костоглотов А.А., Кузнецов А.А., Лазаренко С.В., Дерябкин И.В. Метод структурной адаптации дискретных алгоритмов объединенного принципа максимума в задачах оценки параметров движения. Информационно-управляющие системы. 2016;(6):10-15. https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2016.6.10

For citation: Kostoglotov A.A., Kuznetsov A.A., Lazarenko S.V., Derabkin I.V. Structural Adaptation of Discrete Algorithms of Combined-Maximum Principle in Assessment of Movement Parameters. Information and Control Systems. 2016;(6):10-15. (In Russ.) https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2016.6.10

Просмотров: 46


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-8853 (Print)
ISSN 2541-8610 (Online)