Розглянуто задачі оцінки вектора стану й ідентифікації динамічних характеристик малого літального апарата за записами льотних випробувань за умов інтенсивних завад вимірювань і зміщень датчиків. Показано, що ці задачі можна розв'язувати за допомогою комбінації розширеного фільтра Калмана та алгоритму стохастичної апроксимації. Для синтезу розширеного фільтра Калмана у разі, якщо матриця Гамільтона, що асоційована з рівнянням Ріккаті, є сингулярною, використано рандомізацію змінних.

Розглянуто задачу аналізу ідентифікованості моделей поздовжнього руху літального апарата - пасажирського літака типу DC-8 у крейсерському польоті. Показано, що для такого літака можлива ідентифікація динамічних характеристик тільки короткоперіодичної складової поздовжнього руху, оскільки довгоперіодична складова слабко ідентифікована. Виконано ідентифікацію динамічних характеристик короткоперіодичного руху літального апарата з використанням функції максимальної правдоподібності.

Запропоновано використовувати оптимальний вхідний сигнал, який визначається в частотній області, для одержання в результаті льотного випробування максимального обсягу інформації. Визначено, що ідентифікацію динамічних характеристик поздовжнього руху необхідно виконувати за два окремі етапи: ідентифікація коротко-періодичного руху та ідентифікація довгоперіодичного руху. Використовуючи метод максимальної правдоподібності, ідентифіковано поздовжній рух малого літального апарата.

Розроблено методику застосування методу найменших квадратів до моделі, описаної в просторі станів для визначення початкових значень невідомих параметрів, необхідних для ідентифікації моделі в просторі станів за методом максимальної правдоподібності разом з калманівською фільтрацією на прикладі моделі бічного руху безпілотного літального апарата.

Розроблено методику й алгоритми ідентифікації динамічних характеристик легких пілотованих і малих безпілотних літальних апаратів (БПЛА) за наявності інтенсивних випадкових завад і систематичних похибок, що виникають внаслідок використання досить простих, дешевих, малогабаритних, легких навігаційних вимірювачів без забезпечення їх віброзахисту. Обгрунтовано та програмно реалізовано планування експерименту у частотній області. Запропоновано метод кількісного оцінювання ідентифікованості параметрів математичної моделі ЛА на підставі аналізу сингулярних чисел спеціальної матриці ідентифікованості. Розроблено методику застосування методу найменших квадратів до моделі в просторі станів. Запропоновано сумісне використання розширеного фільтра Калмана та методу прискореної стохастичної апроксимації Кестена під час виконання оптимізаційної процедури методу максимальної правдоподібності. Створено методику параметричної ідентифікації динамічних характеристик за наявності інтенсивних детерміновних і випадкових похибок вимірювачів, яку доцільно використовувати для широкого класу легких ЛА і малих БПЛА.

Розроблено алгоритмічне забезпечення планування експерименту в частотній області для визначення оптимальної форми сигналу керування літального апарата, необхідного під час ідентифікації його динамічних характеристик. Виконано оптимальне планування експерименту з метою визначення оптимальних вхідних сигналів для моделі бічного руху легкого пілотованого літального апарата. Оцінено результати параметричної ідентифікації моделі бічного руху легкого літака.

Розглянуто причини виникнення зміщень датчиків під час експлуатації легких літальних апаратів та оцінювання цих зміщень під час ідентифікації динамічних характеристик літальних апаратів такого типу. Запропоновано оцінювати зміщення датчиків у результаті сумісної роботи розширеного фільтра Калмана та прискореної стохастичної апроксимації Кестена під час виконання процедури оптимізації критерію ідентифікації.

Запропоновано методику параметричної ідентифікації моделей динаміки легких безпілотних літальних апаратів за наявності інтенсивних детермінованих та випадкових похибок датчиків. Ефективність застосування запропонованої методики була перевірена на "benchmark" моделі динаміки бічного руху легкого безпілотного літального апарату.

Описано методику структурно-параметричного синтезу робастних систем управління із спостерігачем пониженого порядку. Для спрощення вибору власних чисел фільтра Люенбергера запропоновано використовувати оптимізаційну процедуру, що мінімізує число обумовленості. З використанням зазначеного підходу синтезовано робастну систему управління. Для перевірки одержаних результатів проведено моделювання.

Розглянуто ідентифікацію динаміки й оцінки стану бічного каналу літального апарата, що базується на застосуванні методу максимальної правдоподібності та розширеного фільтра Калмана за наявністю шумів вимірювань високого рівня й зміщень давачів. Основними науковими результатами є використання рандомізації змінних для синтезу розширеного фільтра Калмана, у випадку, коли матриця Гамільтона, асоційована з відповідним рівнянням Рікаті, є сингулярною, а також використання процедури прискореної стохастичної апроксимації Кестена для більш точної оцінки зміщень датчиків.

Наведено спеціальні розділи математики, що формують теоретичну та практичну основи сукупності математичних знань та вмінь у межах підготовки фахівців у галузі систем управління динамічними об’єктами різного призначення. Викладено елементи матричного числення та лінійної алгебри, необхідні для дослідження систем управління. Окреслено функції операційного числення та розкрито основи дискретної математики.