Н.Л. Гречкин1, Е.Ю. Ватаева2, В.Ф. Шишлаков3

1,2,3 ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения» (Санкт-Петербург, Россия)

1 space.suai@bk.ru, 2 elivat@guap.ru, 3 svfmail@yandex.ru

Постановка проблемы. Реальные системы автоматического управления (САУ) антеннами содержат множество существенных нелинейностей: ограничение по мощности привода, статический гистерезис, обусловленный сухим трением, и дискретность сигналов датчиков угла. Традиционная учебная практика, как правило, базируется на линеаризованных моделях, что приводит к разрыву между теоретической подготовкой специалистов и реальными задачами проектирования регуляторов для нелинейных систем. Существует очевидный дефицит учебно-исследовательских комплексов, позволяющих в рамках лабораторного практикума одновременно изучать динамику, точность, идентификацию элементов и влияние типичных нелинейностей на переходные процессы в физически реализуемой системе управления антенной Цель. Разработать учебно-исследовательский комплекс «Система управления антенной» на базе современной элементной базы и исследовать динамические характеристики данной системы с учётом заданных нелинейностей для практико-ориентированной подготовки студентов в области синтеза регуляторов САУ.

Результаты. Разработан и изготовлен учебно-исследовательский комплекс, обеспечивающий непрерывный сбор угловых координат с двух инкрементальных энкодеров, формирование сигнала рассогласования и управление двигателем постоянного тока через драйвер. Построены функциональная и структурная схемы системы с программным реле в контуре управления. Отмечено, что комплекс позволяет проводить ряд исследований: анализ динамики, оценку точности, идентификацию элементов и изучение влияния нелинейностей на качество переходных процессов.

Практическая значимость. Разработанный комплекс обеспечивает высокую реалистичность учебных экспериментов за счёт использования физических компонентов и естественных нелинейностей реального привода. Модульность конструкции и простота настройки позволяют изучать широкий круг задач – от анализа линейных режимов до исследования предельных циклов и влияния дискретности датчиков. Возможность многократного воспроизведения опытов повышает эффективность формирования инженерных компетенций. Комплекс успешно интегрирован в образовательный процесс кафедры управления в технических системах ГУАП.

Гречкин Н.Л., Ватаева Е.Ю., Шишлаков В.Ф. Разработка исследовательского комплекса «Система управления антенной» // Успехи современной радиоэлектроники. 2026. Т. 80. № 9. С. 70−75. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202609-07

1. Шишлаков В.Ф., Решетникова Н.В., Тимофеев С.С. и др. Исследование характеристик потенциометрического электропривода // Завалишинские чтения 21: XVI Междунар. конф. по электромеханике и робототехнике. Санкт-Петербург, 15–18 апреля 2021 г. СПб.: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения. 2021. С. 172–176. DOI 10.31799/978-5-8088-1556-8-2021-16-172-176
2. Ватаева Е.Ю., Гречкин Н.Л., Тимофеев С.С., Шишлаков В.Ф. Исследование регулятора мощности МР238 // Завалишинские чтения'24: Сб. докладов XIX Междунар. конф. по электромеханике и робототехнике, посвященной 300-летию Российской академии наук. Санкт-Петербург, 16–17 апреля 2024 г. СПб.: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения. 2024. С. 155–157. DOI 10.31799/978-5-8088-1916-0-2024-19-155-157
3. Сергеева Н.А. Синтез стохастического регулятора системы автоматического управления антенной, эквивалентной комбинированной // Известия Института инженерной физики. 2013. № 3(29). С. 44–48.
4. Сергеева Н.А., Пушкарева Е.Ю. Синтез регулятора системы автоматического управления антенной в режиме целеуказания на основе метода двухконтурных систем, эквивалентных комбинированным системам // Известия Института инженерной физики. 2012. № 2(24). С. 22–26.
5. Кондратьев Н.О., Кузнецов К.А., Трубин В.Г. Устройство ввода информации на базе механического инкрементального энкодера EC11 // Автоматика и программная инженерия. 2017. № 2 (20).
6. Peerzada P., Larik W.H. & Mahar A.A. DC Motor Speed Control Through Arduino and L298N Motor Driver Using PID Controller // International Journal of Electrical Engineering & Emerging Technology. 2021. 4(2). 21–24.
7. Srisupawong Yuwarat & Chueapram, Chanudon & Kamata, Kanyuma & Kamata, Noritsugu. An Educational Tool for PID Control: Evaluating a Robot Movement in Simulation and Reality. 2025. 75–81. 10.1109/ICRAS65818.2025.11108770
8. Ghaniy R. & Wicaksana B. & Arnes F. & Melati L. & Septiana H. Application of the TAM model for assesing the acceptance of IoT technology in a residential security application // Journal of Soft Computing Exploration. 2026. 6. 274–284. 10.52465/joscex.v6i4.629
9. Rahman N.N.A. and Yahya N.M. A mathematical model of a brushed DC motor system. Data Anal. Appl. Math. 2021. V. 2. № 2. P. 60–68.
10. Сартаков В.Д. Математическое моделирование в энергетике и электротехнике. Иркутск: ИРНИТУ. 2019. 144 с.