RU2128600C1 - Control panel; manual control system and method of manual control and stabilization of controllable variable of motion of flying vehicle "argesan" (versions) - Google Patents
Control panel; manual control system and method of manual control and stabilization of controllable variable of motion of flying vehicle "argesan" (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2128600C1 RU2128600C1 RU96105098A RU96105098A RU2128600C1 RU 2128600 C1 RU2128600 C1 RU 2128600C1 RU 96105098 A RU96105098 A RU 96105098A RU 96105098 A RU96105098 A RU 96105098A RU 2128600 C1 RU2128600 C1 RU 2128600C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control
- handle
- stabilization
- operator
- manual
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Mechanical Control Devices (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
Пульт ручного управления и стабилизации относится к техническим средствам управления и отображения информации, представляющим оператору информационную модель дистанционно управляемого объекта. Remote control and stabilization refers to the technical means of control and display of information, representing the operator an information model of a remotely controlled object.
Предполагаемая область использования предлагаемого пульта ручного управления и стабилизации - системы совмещенного управления движением летательных аппаратов, например воздушных судов, а также тренажеры этих систем. The intended area of use of the proposed manual control and stabilization panel is the system of combined control of the movement of aircraft, such as aircraft, as well as simulators of these systems.
Система ручного управления и стабилизации относится к техническим средствам управления эргатических систем. The manual control and stabilization system refers to the technical means of controlling ergatic systems.
Способы ручного управления и стабилизации относятся к деятельности оператора в эргатической системе. Manual control and stabilization methods relate to operator activity in an ergatic system.
Предполагаемая область использования предлагаемых системы и способов ручного управления - эргатические системы управления движением летательных аппаратов, например воздушных судов, в режиме совмещенного управления. Способы управления и стабилизации, кроме того, могут применяться в тренажерах эргатических систем управления движением воздушного судна. The intended area of use of the proposed manual control systems and methods is ergatic motion control systems for aircraft, such as aircraft, in combined control mode. Methods of control and stabilization, in addition, can be used in simulators of ergatic aircraft motion control systems.
Уровень техники пультов управления. Prior art control panels.
Пульт управления связывает оператора с системой управления. Он передает информацию в двух направлениях: от оператора в систему об управляющем воздействии оператора и от системы управления к оператору - о регулируемой величине объекта. Для передачи информации от оператора к системе используются датчики управляющего воздействия: штурвал прямого управления, рукоятка дистанционного управления [1,2]. Для передачи информации от системы к оператору используются указатели регулируемой величины с прямым или дистанционным измерением [3,4] . На современном уровне развития техники это раздельные устройства, располагаемые в разных местах поста управления машиной. The control panel connects the operator with the control system. It transmits information in two directions: from the operator to the system about the control action of the operator and from the control system to the operator - about the adjustable size of the object. To transmit information from the operator to the system, control sensors are used: direct control wheel, remote control handle [1,2]. To transmit information from the system to the operator, adjustable variable pointers with direct or remote measurement are used [3,4]. At the current level of technological development, these are separate devices located in different places of the machine control post.
Штурвал прямого управления содержит рычаг управления, пружинный загружатель и механическую передачу к исполнительному устройству - гидравлическому приводу регулирующего органа объекта. The direct control wheel contains a control lever, a spring loader and a mechanical transmission to an actuator - a hydraulic drive of an object regulatory body.
Рукоятка дистанционного управления (фиг.1) содержит: рукоятку 1, пружинный загружатель 2, датчик положения рукоятки управления 3. В некоторых рукоятках пружинный загружатель выполнен в виде отдельных устройств: пружины и демпфера с редуктором. На входе рукоятки - усилие оператора ручной системы Fр, на выходе - пропорциональное усилию перемещение рукоятки Xр относительно нейтрали и электрический сигнал этого перемещения Xр.The remote control handle (Fig. 1) contains: a
Указатели прямого измерения - это приборы, например гироскопические, манометрические, в которых датчик и указатель совмещены в едином устройстве [3,4]. Direct measurement pointers are devices, for example, gyroscopic, gauge, in which the sensor and pointer are combined in a single device [3,4].
Указатели дистанционного измерения (фиг. 2) представляют собой следящие электромеханические системы, работающие по сигналам датчиков регулируемой величины, расположенных отдельно от указателя. В состав следящей системы указателя входят: стрелка указателя 1, датчик углового положения 2, генератор 3, усилитель преобразователь 4, двигатель 5, редуктор 6. На входе усилителя сигналы углового положения 7, угловой скорости 8 стрелки и регулируемой величины объекта 9. Indices of remote measurement (Fig. 2) are tracking electromechanical systems that operate on the signals of adjustable sensors located separately from the pointer. The composition of the pointer tracking system includes:
Штурвалы прямого управления с механической передачей имеют большой вес, габариты, сложное техобслуживание и на современных летательных аппаратах заменяются рукоятками дистанционного управления. Direct control steering wheels with mechanical transmission have a large weight, dimensions, complicated maintenance and are replaced by remote control handles on modern aircraft.
Указатели прямого измерения имеют грубые датчики, не связанные с автоматической системой, и на современных летательных аппаратах применяются в качестве резервных приборов. В качестве основных они заменяются дистанционными указателями, работающими по сигналам специализированных измерительных систем, например систем воздушных сигналов, инерциальных систем и.т.п. Direct measurement pointers have coarse sensors that are not related to the automatic system, and are used as backup devices on modern aircraft. As the main ones, they are replaced by remote pointers that work on the signals of specialized measuring systems, for example, air signal systems, inertial systems, etc.
Недостатком пультов управления, включающих рукоятки дистанционного управления и указатели дистанционных измерительных систем, является нерациональное использование управляющих возможностей оператора по управлению движением летательного аппарата. The disadvantage of control panels, including remote control handles and indicators of remote measuring systems, is the irrational use of the operator's control capabilities to control the movement of the aircraft.
Указатели дистанционных измерительных систем рассчитаны на визуальный прием информации и верхние уровни управления человека. Однако помимо управления движением летательного аппарата оператор одновременно решает параллельные задачи: контролирует другие системы или участвует в их работе, ведет связь с наземными службами, визуальное наблюдение за внекабинной обстановкой, взаимодействует с членами экипажа. В этих условиях можно рассчитывать только на дискретный визуальный прием информации с участием распределения и переключения внимания. Дискретность восприятия визуальной информации, сбои в распределении и переключении внимания при утомлении оператора ухудшают качество управления, ведут к происшествиям и катастрофам. Indices of remote measuring systems are designed for visual reception of information and upper levels of human control. However, in addition to controlling the movement of the aircraft, the operator simultaneously solves parallel tasks: it controls other systems or participates in their work, communicates with ground services, visually observes the off-cab situation, interacts with crew members. Under these conditions, one can only rely on a discrete visual reception of information involving the distribution and switching of attention. Discreteness in the perception of visual information, failures in the distribution and switching of attention when the operator is tired, worsen the quality of management, leading to incidents and disasters.
В то же время нерационально используется двигательный анализатор человека, его периферийная и центральная части. Он используется для управления рычагом управления с нагрузкой, имитирующей сопротивление регулирующего органа летательного аппарата. Периферийная часть двигательного анализатора в виде проприоцептивной и сухожильной чувствительности нервно-мускульной системы включена непосредственно в управление регулирующим органом летательного аппарата, а центральная часть обеспечивает приспособление этого управления в случае изменения динамики регулирующего органа [5,6]. Только часть информации, получаемая двигательным анализатором, а именно о регулирующем воздействии на летательный аппарат, используется для управления летательным аппаратом совместно с визуальной информацией на верхних уровнях построения движений человека. At the same time, the human motor analyzer, its peripheral and central parts are irrationally used. It is used to control the control lever with a load that simulates the resistance of the regulatory body of the aircraft. The peripheral part of the motor analyzer in the form of proprioceptive and tendon sensitivity of the neuromuscular system is included directly in the control of the regulatory body of the aircraft, and the central part provides the adaptation of this control in case of changes in the dynamics of the regulatory body [5,6]. Only part of the information received by the motor analyzer, namely, on the regulatory effect on the aircraft, is used to control the aircraft together with visual information at the upper levels of the construction of human movements.
Двигательный анализатор мог бы взять полностью на себя функции управления объектом, если ему с помощью пульта управления передать информацию о регулируемой величине объекта и возмущающем воздействии в виде положения рукоятки и возмущающего усилия рукоятки на руку оператора. A motor analyzer could fully take over the functions of controlling the object if, using the control panel, it could transmit information about the controlled size of the object and the disturbing effect in the form of the position of the handle and the disturbing force of the handle on the operator's hand.
Для этого необходим указатель регулируемой величины, совмещенный с датчиком управляющего воздействия в единый пульт ручного управления и стабилизации. For this, an adjustable variable pointer is required, combined with a control action sensor in a single manual and stabilization control panel.
Сущность предлагаемого пульта ручного управления и стабилизации. The essence of the proposed remote control and stabilization.
Для того чтобы датчик управляющего воздействия мог выполнить одновременно функции дистанционного указателя и стал пультом управления (фиг.3), необходимо стрелку указателя регулируемой величины выполнить в форме рукоятки, пульт управления построить по схеме замкнутой системы непрямого (т.е. с усилением по мощности) регулирования положения рукоятки. In order for the control action sensor to simultaneously perform the functions of a remote indicator and become a control panel (Fig. 3), it is necessary to execute the arrow of an adjustable variable pointer in the form of a handle, to construct a control panel according to the scheme of a closed indirect system (i.e. with power gain) adjusting the position of the handle.
Для этого нужно заменить механические пружину и демпфер загружателя рукоятки на "электрические" пружину и демпфер, использовав для их построения датчик углового положения рукоятки 2, генератор 3, усилитель-преобразователь 4, двигатель 5, редуктор 6, аналогичные тем, что применены в следящей системе дистанционного указателя. В усилителе, помимо входа 7 для подключения сигналов датчика углового положения и входа 8 для подключения генератора, необходимо иметь вход 9 для подключения сигнала регулируемой величины объекта и выход 10 для подключения входа исполнительного устройства контура объекта управления. Усилитель-преобразователь пульта управления может быть цифровым и включать в себя аналого-цифровые, цифро-аналоговые преобразователи и цифровой вычислитель. For this, it is necessary to replace the mechanical spring and damper of the handle loader with an “electric” spring and damper, using for their construction the sensor of the angular position of the
Возможны варианты конструктивного исполнения связи генератора с двигателем и датчика угла с рукояткой управления. Роль генератора может играть второй двигатель, связанный с первым через редуктор. Необходимость в таком варианте может возникнуть при ограничениях на габариты двигателя - генератора. Датчик углового положения может быть связан с рукояткой управления через повышающий редуктор. Необходимость в таком варианте возникает в случае применения многооборотных потенциометрических датчиков угла. There are options for the design of communication between the generator and the engine and the angle sensor with the control handle. The role of the generator can be played by a second engine connected to the first through a gearbox. The need for this option may arise with restrictions on the dimensions of the engine - generator. The angular position sensor can be connected to the control handle through a step-up gear. The need for this option arises in the case of using multi-turn potentiometric angle sensors.
Предлагаемый пульт управления и стабилизации работает следующим образом. Управляющее усилие оператора на рукоятку управления Fр вызывает смещение рукоятки относительно нейтрального положения Xр, которое измеряется датчиком углового положения рукоятки 2. Сигнал с датчика усиливается по напряжению и мощности усилителем-преобразователем 4 и подается на двигатель 5, который создает противодействующий момент, уравновешивающий усилие оператора. Замкнутая система непрямого регулирования углового положения рукоятки работает как система стабилизации углового положения рукоятки в нейтральном положении, а смещение рукоятки является статической ошибкой этой стабилизации. Одновременно сигнал смещения рукоятки после усилителя подается на исполнительное устройство, которое поворачивает регулирующий орган, создает регулирующее воздействие на объект. Величина смещения рукоятки Xр относительно нейтрали под действием усилия оператора может быть сделана малой путем увеличения коэффициента усиления усилителя. Возникающее при этом ухудшение устойчивости может быть скомпенсировано сигналом с генератора 3. Сигнал изменения регулируемой величины объекта с датчика регулируемой величины подается на другой вход 9 усилителя-преобразователя со знаком, противоположным знаку сигнала с датчика углового положения рукоятки. Замкнутая система непрямого регулирования положения рукоятки в этом случае действует как следящая система, воспроизводя регулируемую величину объекта в виде меняющегося нейтрального положения рукоятки Xпа.The proposed remote control and stabilization works as follows. The operator’s control effort on the control handle F p causes the handle to shift relative to the neutral position X p , which is measured by the angle sensor of the
Если изменение регулируемой величины объекта вызвано усилием оператора, то следящая система поворачивает рукоятку в сторону усилия оператора. С началом изменения нейтрального положения рукоятки оператор создает дополнительное усилие Fпа, пропорциональное скорости изменения нейтрального положения, которое синхронизирует изменение нейтрального положения рукоятки с изменением регулируемой величины объекта Xвых.If the change in the adjustable size of the object is caused by the operator’s effort, then the tracking system turns the handle in the direction of the operator’s effort. With the beginning of the change in the neutral position of the handle, the operator creates an additional force F pa proportional to the rate of change of the neutral position, which synchronizes the change in the neutral position of the handle with the change in the adjustable value of the object X o .
Если изменение регулируемой величины вызвано возмущением, то рукоятка стремится повернуться в сторону возмущения. Удерживая рукоятку неподвижной, оператор будет создавать регулирующее воздействие на объект, компенсирующее возмущение, и ощущать усилие Fу со стороны рукоятки на руку, пропорциональное возмущению.If the change in the controlled variable is caused by a disturbance, the handle tends to turn in the direction of the disturbance. While holding the handle stationary, the operator will create a regulating effect on the object of compensating for disturbance and feel the force F at the side of the handle on the hand, is proportional to the perturbation.
Благодаря работе замкнутой системы непрямого регулирования положения рукоятки одновременно в режиме стабилизации и слежения с пренебрежимо малым влиянием стабилизации на слежение рукоятка управления может передавать двигательному анализатору человека информацию о регулируемой величине и возмущающем воздействии на объект. Due to the operation of the closed system of indirect control of the position of the handle simultaneously in the stabilization and tracking mode with a negligible effect of stabilization on tracking, the control handle can transmit information about the controlled variable and the disturbing effect on the object to the human motor analyzer.
Формулировка сущности предлагаемого пульта. The wording of the essence of the proposed remote.
Пульт ручного управления и стабилизации решает задачу создания кинестетического указателя регулируемой величины движения летательного аппарата, совмещенного с датчиком управляющих воздействий оператора. The manual control and stabilization panel solves the problem of creating a kinesthetic indicator of an adjustable amount of movement of the aircraft, combined with an operator control sensor.
Технический результат, достигаемый с помощью пульта ручного управления и стабилизации, состоит в передаче информации двигательному анализатору о регулируемой величине движения летательного аппарата и возмущающем воздействии на него в виде углового положения рукоятки и усилия рукоятки на руку оператора одновременно с передачей информации об управляющем воздействии оператора к исполнительному устройству системы ручного управления и стабилизации. The technical result achieved using the manual control and stabilization panel consists in transmitting information to the engine analyzer about the adjustable amount of movement of the aircraft and the disturbing effect on it in the form of the angular position of the handle and the force of the handle on the operator’s hand while transmitting information about the operator’s control action to the executive manual control system and stabilization.
Этот технический результат обеспечивается выполнением стрелки указателя регулируемой величины в форме рукоятки управления датчика управляющих воздействий оператора и совмещением стрелки с рукояткой, построением пульта ручного управления и стабилизации по схеме замкнутой системы непрямого регулирования положения рукоятки управления, имеющей вход и выход для связи с исполнительным контуром ручной системы управления и стабилизации. This technical result is achieved by executing an arrow of an adjustable variable pointer in the form of a control handle for a sensor of operator control actions and combining an arrow with a handle, constructing a manual control and stabilization panel according to the scheme of a closed system for indirectly controlling the position of the control handle having an input and output for communication with the executive circuit of the manual system control and stabilization.
Уровень техники систем управления. Prior art control systems.
Ручное управление воздушным судном [1,2] обычно реализуется в виде двух связанных, но раздельно используемых систем: ручной и полуавтоматической (фиг. 4). Каждая из этих систем имеет свой датчик управляющего воздействия, но общее исполнительное устройство - рулевой привод 7 ручной системы, который создает регулирующее воздействие на объект управления Fвых. В полуавтоматической системе имеется свой рулевой агрегат 6, но включен он последовательно с рулевым приводом ручной системы 7. Датчик управляющего воздействия - рукоятка управления 9 с демпфером 10 имеет датчик углового положения 11, который создает сигнал уставки для замкнутой следящей системы, включающей кроме рулевого агрегата и рулевого привода еще усилитель-преобразователь 5, датчик регулируемой величины 4 объекта управления 8.Manual control of the aircraft [1,2] is usually implemented in the form of two connected, but separately used systems: manual and semi-automatic (Fig. 4). Each of these systems has its own sensor of the control action, but the common executive device is the
В системах управления скоростью полета в отличие от систем управления угловым положением в качестве исполнительного устройства применяется электрический привод - исполнительный механизм автомата тяги. In flight speed control systems, in contrast to angular position control systems, an electric drive is used as an actuator - an actuator of the traction machine.
В электродистанционнoй ручной системе датчик управляющего воздействия представляет собой минирукоятку 1 с пружинным загружателем 2 и датчиком углового положения рукоятки 3. Связь между датчиком управляющего воздействия оператора и рулевым приводом электрическая. В ручных системах с непосредственным управлением рулевым приводом эта связь механическая. In the manual remote control system, the control sensor is a mini-handle 1 with a
Как в ручной, так и в полуавтоматической системах для контроля регулируемой величины Xвых объекта 8 используется дистанционный указатель, включающий усилитель-преобразователь 12, двигатель 13, связанный через редуктор 14 с генератором 16 и стрелкой 15. Генератор является датчиком скоростной обратной связи и может быть выполнен в виде единого целого с двигателем как двигатель-генератор. Датчик углового положения стрелки 17 может быть связан со стрелкой напрямую или через редуктор.Both in manual and in semi-automatic systems, to control the adjustable value of X out object 8, a remote pointer is used, including an amplifier-
Достоинством ручной системы является возможность управлять объектом по разомкнутой схеме и получать нужное установившееся движение без помехи, создаваемой переходным процессом замкнутого контура. Для этого требуется создавать кодирующие перемещения рукоятки, которые связаны с желаемым изменением регулируемой величины динамикой объекта. The advantage of a manual system is the ability to control an object in an open circuit and to obtain the desired steady-state movement without interference caused by the transient process of a closed loop. For this, it is required to create coding movements of the handle, which are associated with the desired change in the controlled variable by the dynamics of the object.
Недостатком ручных систем как с механической, так и с электрической передачей сигнала управляющего воздействия к исполнительному устройству является большая загруженность зрения и внимания оператора функциями стабилизации особенно при многоканальном управлении нейтральными и неустойчивыми объектами в случае действия на них меняющихся возмущений. Это ухудшает качество управления при одновременном решении оператором параллельных задач. A drawback of manual systems with both mechanical and electrical transmission of the control signal to the actuator is the heavy workload of the operator’s vision and attention by the stabilization functions, especially when multichannel control of neutral and unstable objects in the event of changing disturbances. This degrades the quality of control while simultaneously solving parallel tasks by the operator.
Достоинством полуавтоматической системы является разгрузка зрения и внимания оператора от выполнения функций стабилизации благодаря использованию автоматического контура стабилизации. Управление движением объекта осуществляется перемещениями рукоятки, копирующими желаемое перемещение объекта. The advantage of a semi-automatic system is the unloading of the operator’s vision and attention from performing stabilization functions through the use of an automatic stabilization circuit. The movement of the object is controlled by the movements of the handle, copying the desired movement of the object.
Недостатком полуавтоматической системы является то, что автоматическая стабилизация происходит со статической ошибкой, устранение которой происходит с участием зрения и внимания оператора. Оператор должен обнаружить смещение летательного аппарата от заданного значения и скомпенсировать это смещение, изменив на величину ошибки заданное значение. Желательно разгрузить зрение и внимание оператора, создав измеритель возмущения, предназначенный для восприятия возмущения и подсознательного реагирования на него рукой оператора. The disadvantage of a semi-automatic system is that automatic stabilization occurs with a static error, the elimination of which occurs with the participation of the operator’s eyesight and attention. The operator must detect the offset of the aircraft from the set value and compensate for this offset by changing the set value by the amount of error. It is advisable to relieve the operator’s vision and attention by creating a disturbance meter designed to perceive disturbance and subconsciously respond to it with the operator’s hand.
Другим недостатком полуавтоматической системы являются динамические ошибки слежения объекта за перемещениями рукоятки, обусловленные переходными процессами в замкнутом контуре стабилизации. Обычно этот недостаток рекомендуют устранять применением дополнительной прямой связи от рукоятки к исполнительному устройству через обратную передаточную функцию объекта, превращая полуавтоматическую следящую систему в комбинированную систему, инвариантную по задающему воздействию [9]. Техническая реализация обратной передаточной функции объекта является трудной задачей для конструктора. Another disadvantage of the semi-automatic system is the dynamic errors in tracking an object over the movements of the handle due to transients in a closed stabilization loop. Usually, this drawback is recommended to be eliminated by using an additional direct connection from the handle to the actuator through the inverse transfer function of the object, turning the semi-automatic tracking system into a combined system that is invariant in terms of the setting action [9]. The technical implementation of the inverse transfer function of an object is a difficult task for the designer.
Возможен другой путь комбинирования сигналов в системе управления. Сигнал дополнительной прямой связи на входе исполнительного устройства эквивалентен сигналу ручной системы и поэтому может быть им заменен. В этом случае необходимо одновременно и координированно управлять как ручной, так и полуавтоматической системами. Если считать основным сигналом сигнал ручной системы, то сигнал полуавтоматической системы нужно формировать из основного сигнала ручной системы через передаточную функцию объекта, которую реализовать легче. Поэтому возникла идея комбинированной ручной системы управления. There is another way to combine signals in the control system. The additional direct signal at the input of the actuator is equivalent to the signal of the manual system and therefore can be replaced by it. In this case, it is necessary to simultaneously and coordinatedly control both manual and semi-automatic systems. If we consider the signal of the manual system as the main signal, then the signal of the semi-automatic system must be formed from the main signal of the manual system through the transfer function of the object, which is easier to implement. Therefore, the idea of a combined manual control system arose.
В этой системе управление объектом осуществляется ручной системой по разомкнутой схеме. Размыкание обратной связи объекта осуществляется подачей сигнала на полуавтоматический вход равного и противоположного по знаку сигналу обратной связи. Это размыкание необходимо для того, чтобы обратная связь не мешала ручному управления. Стабилизация объекта в этой системе осуществляется контуром обратной связи полуавтоматической системы. Входным воздействием в этом случае является возмущающее воздействие на объект. In this system, the object is controlled by an open-loop manual system. The feedback of the object is opened by supplying a signal to the semi-automatic input of an equal and opposite in sign feedback signal. This opening is necessary so that feedback does not interfere with manual control. The stabilization of the object in this system is carried out by the feedback loop of the semi-automatic system. The input action in this case is the disturbing effect on the object.
Сделана попытка на вертолете реализовать комбинированную ручную систему только техническими средствами в виде системы совмещенного управления углом тангажа (фиг.5). Она представляет собой простое объединение ручной и полуавтоматических систем [10]. Одновременная работа двух систем достигается установкой датчика 3 углового положения рукоятки полуавтоматической системы, называемого компенсационным, на рукоятке 1. Однако сигнал компенсационного датчика перед подачей на вход полуавтоматической системы не преобразуется звеном с передаточной функцией объекта, а подается напрямую. В результате полной компенсации в переходном процессе сигнала обратной связи сигналом компенсационного датчика не происходит, и контур обратной связи, состоящий из датчика регулируемой величины 4, усилителя 5, рулевого агрегата 6, объекта 8 мешает ручному управлению. При этом характер управляющих действий меняется с ручного на полуавтоматический, хотя сохраняется пружинный загружатель рычага управления ручной системы. Благодаря автоматической стабилизации, осуществляемой обратной связью полуавтоматической системы и помогающей пилоту управлять вертолетом, когда он неустойчив, этой системой часто пользуются пилоты. Однако при этом забываются навыки управления ручной системой, что при отказе полуавтоматической системы затрудняет управление. An attempt was made by helicopter to implement a combined manual system only by technical means in the form of a combined pitch angle control system (Fig. 5). It is a simple combination of manual and semi-automatic systems [10]. The simultaneous operation of the two systems is achieved by installing the
Сущность предлагаемой системы управления и стабилизации. The essence of the proposed control and stabilization system.
В связи с указанными недостатками системы совмещенного управления существует надобность в таком объединении ручной и полуавтоматической систем, при котором сохранялся бы характер управляющих усилий, системы работали бы одновременно, между управляющими усилиями была бы необходимая координация и имелась бы возможность ручной компенсации возмущения. In connection with the indicated shortcomings of the combined control system, there is a need for such a combination of manual and semi-automatic systems that would preserve the nature of the control efforts, the systems would work simultaneously, there would be the necessary coordination between the control efforts and there would be the possibility of manual compensation of disturbance.
Для этого необходимо:
перейти к электродистанционной системе ручного управления,
рукоятку дистанционного управления заменить на предлагаемый пульт ручного управления и стабилизации,
соединить предлагаемый пульт с исполнительным контуром ручной системы по схеме обратимой следящей системы управления, а именно:
выход усилителя-преобразователя пульта соединить с рулевым приводом,
выход датчика регулируемой величины соединить со входом усилителя-преобразователя пульта.To do this, you must:
go to the manual remote control system,
replace the remote control handle with the proposed manual control and stabilization panel,
to connect the proposed remote control with the executive circuit of the manual system according to the scheme of a reversible servo control system, namely:
connect the output of the amplifier-converter of the remote control to the steering gear,
the output of the adjustable variable sensor is connected to the input of the remote control amplifier-converter.
В результате этих изменений получается предлагаемая система ручного управления и стабилизации, изображенная на фиг. 6. As a result of these changes, the proposed manual control and stabilization system, shown in FIG. 6.
Необходимость перехода к электродистанционной системе в данном случае диктуется сложностью механической передачи на современных летательных аппаратах, наличием в ней нежесткости, люфтов, что делает ее грубой и непригодной для предлагаемой системы. Необходимость использования предлагаемого пульта вытекает из требования сохранить характер управляющих усилий оператора и координацию между ними. In this case, the need to switch to a remote-control system is dictated by the complexity of mechanical transmission on modern aircraft, the presence of non-rigidity, and backlashes, which makes it rough and unsuitable for the proposed system. The need to use the proposed remote control follows from the requirement to preserve the nature of the operator's control efforts and coordination between them.
Предлагаемая система эквивалентна двум системам: ручной и полуавтоматической, работающим одновременно и координированно. Это следует из эквивалентной схемы, представленной в нижней части фиг. 7, - б. На этой схеме пульт ручного управления представлен в виде раздельных датчиков: управляющего воздействия Fр ручной системы и задающего воздействия Xпа полуавтоматической системы. Предлагаемая система управления представлена замкнутым исполнительным контуром с двумя входами от датчиков управляющего и задающего воздействий. Датчик управляющего воздействия ручной системы описывает пульт управления при опережении (или отставании) рукоятки Xр относительно регулируемой величины Xвых объекта. Датчик задающего воздействия описывает пульт управления при пропорциональных изменениях нейтрального положения рукоятки Xпа и регулируемой величины объекта Xвых.The proposed system is equivalent to two systems: manual and semi-automatic, working simultaneously and coordinated. This follows from the equivalent circuit shown at the bottom of FIG. 7, - b. In this diagram, the manual control panel is presented in the form of separate sensors: a control action F p of a manual system and a set action X pa of a semi-automatic system. The proposed control system is represented by a closed actuating circuit with two inputs from the sensors of the control and setting actions. Sensor manipulated manually remote control system described at forestall (or lag) relative to handle X p X O controlled variable object. The setpoint sensor describes the control panel with proportional changes in the neutral position of the handle X pa and the adjustable value of the object X o .
Управляющее воздействие оператора Fр на рукоятку пульта управления обеспечивает такой же по характеру входной сигнал Xр, как и в ручной системе, благодаря действию "электрической" пружины. Отличие пульта управления от штурвала и дистанционной рукоятки с механическими пружинными загружателями в том, что величина смещения рукоятки от нейтрали мала из-за большой жесткости "электрической" пружины, однако этого смещения достаточно, чтобы с помощью усилителя-преобразователя создать сигнал нужной величины на входе исполнительного устройства. Благодаря этому отличию при передаче к исполнительному устройству информации об усилии оператора как управляющем воздействии рукоятка практически стоит на месте.The control action of the operator F p on the handle of the control panel provides the same input signal X p as in the manual system, due to the action of the "electric" spring. The difference between the control panel and the helm and the remote handle with mechanical spring loaders is that the offset value of the handle from the neutral is small due to the high stiffness of the "electric" spring, but this offset is enough to create a signal of the required value at the input of the actuator using the amplifier-converter devices. Due to this difference, when transferring information about the operator’s effort as a control action to the actuator, the handle practically stands still.
Управляющее воздействие Fр оператора в предлагаемой системе (при условии пренебрежения переходными процессами в пульте управления и исполнительном устройстве) можно считать пропорциональным регулирующему воздействию Fвых
Fвых = Kf•Fр , (1)
где Kf - коэффициент пропорциональности.The control action F p of the operator in the proposed system (subject to neglecting transients in the control panel and actuator) can be considered proportional to the control action F out
F out = K f • F p , (1)
where K f is the coefficient of proportionality.
Для того чтобы сохранить нужный характер усилия ручной системы Fр при изменении нейтрального положения рукоятки, оператор должен приложить дополнительное усилие к рукоятке Fпа, как в полуавтоматической системе, для преодоления сопротивления "электрического" демпфера. Необходимую координацию между управляющими усилиями Fр и Fпа, обеспечивающими комбинированный характер предлагаемой ручной системы, создает сам оператор. Заданное с помощью усилия Fпа нейтральное положение рукоятки Xпа воспринимается через датчик положения рукоятки исполнительным контуром как задающее воздействие полуавтоматической системы.In order to maintain the desired nature of the effort of the manual system F p when changing the neutral position of the handle, the operator must apply additional force to the handle F PA , as in a semi-automatic system, to overcome the resistance of the "electric" damper. The necessary coordination between the control forces F p and F PA , providing the combined nature of the proposed manual system, creates the operator himself. Specified by a force F pa neutral grip X na perceived through the position sensor circuit as the executive arm reference variable semi-automatic system.
В предлагаемой системе существует связь между управляющим воздействием ручной системы Fр и задающим воздействием полуавтоматической системы Xпа через передаточную функцию объекта Wо. Это следует из эквивалентной схемы предлагаемой системы, изображенной в верхней части фиг. 7, - a. Пульт управления представлен датчиком управляющего воздействия Fр и указателем регулируемой величины объекта Xвых, на который действует синхронизирующее усилие оператора Fпа. Система управления представлена разомкнутым исполнительным контуром со входами по двум управляющим усилиям Fр и Fпа. При подаче на вход пульта управления сигнала регулируемой величины Xвых с одновременным синхронизирующим воздействием Fпа нейтральное положение рукоятки Xпа изменяется пропорционально регулируемой величине объекта:
Xпа = K1•Xвых, (2)
где K1 - коэффициент пропорциональности.In the proposed system, there is a connection between the control action of the manual system F p and the control action of the semi-automatic system X pa through the transfer function of the object W about . This follows from the equivalent circuit of the proposed system, depicted at the top of FIG. 7, - a. The control panel is represented by a control sensor F p and an indicator of the adjustable size of the object X o , which acts on the synchronizing force of the operator F PA . The control system is represented by an open executive circuit with inputs for two control forces F p and F PA . When applying to the control panel input a signal of an adjustable value X o with a simultaneous synchronizing effect F pa, the neutral position of the handle X pa changes in proportion to the controlled size of the object:
X pa = K 1 • X out , (2)
where K 1 is the coefficient of proportionality.
Связь между регулируемой величиной и регулирующим воздействием определяется передаточной функцией объекта W0
Xвых = Wо•Fвых. (3)
Подстановкой в уравнение (3) значений Xвых и Fвых из уравнений (1) и (2) находится результирующая связь между усилием оператора Fр и перемещением нейтрального положения рукоятки Xпа. Она также определяется передаточной функцией объекта (с указанными ранее коэффициентами пропорциональности)
Xпа = Fр•Kf•K1•Wо. (4)
Уравнение (4) доказывает то, что в предлагаемой системе рукоятка управления моделирует динамику объекта управления. Это является отличительным признаком предлагаемой системы, изменяющим способ ручного управления.The relationship between the controlled variable and the regulatory action is determined by the transfer function of the object W 0
X O = W about O • F. (3)
Substituting in equation (3) the values of X o and F o from equations (1) and (2) is the resulting relationship between the force of the operator F p and the displacement of the neutral position of the handle X PA . It is also determined by the transfer function of the object (with the proportionality coefficients indicated above)
X pa = F p • K f • K 1 • W about . (4)
Equation (4) proves that in the proposed system, the control handle simulates the dynamics of the control object. This is a hallmark of the proposed system, changing the way of manual control.
Одновременно с моделированием рукояткой управления динамики летательного аппарата будет решаться и задача создания измерителя возмущения, предназначенного для передачи информации о возмущении руке оператора. Возмущающее воздействие Fв (см. фиг.6) компенсируется регулирующим воздействием исполнительного устройства системы управления. Сигнал компенсации после усилителя-преобразователя подается также и на двигатель пульта управления, который создает возмущающее воздействие на рукоятку управления. Если оператор удерживает рукоятку в неизменном положении, то усилие удержания Fу (после окончания переходных процессов в исполнительном контуре) будет пропорциональным возмущающему воздействию Fв. Способность предлагаемой системы передавать оператору информацию о возмущающем воздействии на объект управления является отличительным признаком предлагаемой системы, изменяющим ручной способ стабилизации.Simultaneously with the modeling by the control handle of the dynamics of the aircraft, the task of creating a disturbance meter designed to transmit information about the disturbance to the operator’s hand will also be solved. The disturbing effect F in (see Fig.6) is compensated by the regulatory action of the actuator of the control system. The compensation signal after the amplifier-converter is also supplied to the control panel engine, which creates a disturbing effect on the control handle. If the operator holds the handle in the same position, then the holding force F y (after the end of transient processes in the executive circuit) will be proportional to the disturbing effect of F in . The ability of the proposed system to transmit information to the operator about the disturbing effect on the control object is a hallmark of the proposed system, changing the manual stabilization method.
Предлагаемая система ручного управления и стабилизации является обратимой следящей системой управления регулируемой величиной движения летательного аппарата. Математический анализ обратимой следящей системы для любых объектов управления дан в работе [11] на примере обратимой следящей системы, полученной путем функционального обобщения звеньев симметричного обратимого следящего привода, известного в роботах и манипуляторах. Этот анализ проведен с использованием математического аппарата четырехполюсников, известного в электротехнике. The proposed manual control and stabilization system is a reversible servo control system with an adjustable amount of aircraft movement. A mathematical analysis of a reversible servo system for any control objects is given in [11] using an example of a reversible servo system obtained by functional generalization of the links of a symmetric reversible servo drive known in robots and manipulators. This analysis was carried out using the four-terminal mathematical apparatus known in electrical engineering.
В процессе анализа входные усилия и скорости перемещения рукоятки задающего контура разложены на составляющие холостого хода и короткого замыкания, а сама обратимая система была интерпретирована замкнутым исполнительным контуром с двумя входами, между которыми существует соотношение, позволяющее представить ее как следящую систему, инвариантную по составляющей короткого замыкания. Найдено соотношение между входной силой холостого хода F
В данной заявке анализ обратимой следящей системы использован для описания ручной, полуавтоматической, совмещенной и предлагаемой систем и способов управления и стабилизации этими системами. Входной силе холостого хода F
В работе [12] дан анализ взаимодействия оператора с обратимой следящей системой при стабилизации объекта. Процесс стабилизации представлен совмещенным из двух компонент: ручной и автоматической. Рассмотрены условия, при которых ручная компонента компенсирует автоматическую и обеспечивает инвариантность совмещенной стабилизации по возмущающему воздействию. Найденные условия в заявке использованы при описании способа стабилизации с компенсацией возмущения без статических ошибок. In [12], an analysis was made of the interaction of an operator with a reversible servo system during stabilization of an object. The stabilization process is represented by a combination of two components: manual and automatic. The conditions under which the manual component compensates for the automatic and ensures the invariance of the combined stabilization with respect to the disturbing effect are considered. The conditions found in the application were used to describe the stabilization method with compensation for disturbances without static errors.
Предлагаемая система работает следующим образом. The proposed system works as follows.
При управлении (см. фиг. 6) усилие оператора Fр вызывает небольшое смещение рукоятки Xр (десятые доли градуса), измеряемое датчиком 2 углового положения. После усиления этот сигнал подается на исполнительное устройство 12, которое поворачивает регулирующий орган, создавая регулирующее воздействие на объект Fвых. При условии пренебрежения переходными процессами в контуре рукоятки и исполнительном устройстве по сравнению с переходными процессами в самом объекте, можно считать регулирующее воздействие на объект Fвых пропорциональным усилию оператора Fр. Регулирующее воздействие вызывает движение объекта 13 и изменение регулируемой величины Xвых, измеряемое датчиком регулируемой величины 11. Далее замкнутый контур рукоятки работает как следящая система. Для того, чтобы эта система воспроизводила без динамических ошибок регулируемую величину необходимо, приложить к рукоятке дополнительное усилие Fпа как в полуавтоматической системе. Тогда нейтральное положение рукоятки Xпа будет синхронно повторять изменение регулируемой величины. Опережение углового положения рукоятки Xр относительно меняющейся нейтрали Хпа сохраняется и продолжает вызывать желаемое изменение регулируемой величины.When controlling (see Fig. 6), the force of the operator F p causes a slight shift of the handle X p (tenths of a degree), as measured by the
При стабилизации с удержанием рукоятки в неизменном положении усилием оператора Fу контур рукоятки размыкается, работает только контур объекта, который осуществляет стабилизацию как в полуавтоматической системе со статической ошибкой регулируемой величины. Для стабилизации без статической ошибки оператор должен создать рукояткой опережение Xк, которое через исполнительное устройство объекта вызовет компенсирующее воздействие и предотвратит смещение объекта и возникновение статической ошибки регулируемой величины.When stabilizing while holding the handle in the same position by the operator F , the handle circuit opens, only the object circuit works, which stabilizes as in a semi-automatic system with a static error of an adjustable value. To stabilize without a static error, the operator must create with the handle an advance X to , which through the actuator of the object will cause a compensating effect and prevent the displacement of the object and the occurrence of a static error of an adjustable value.
При стабилизации со смещением нейтрали рукоятки и последующим возвращением нейтрали в исходное положение создается усилие на рукоятку как в ручной системе, замыкаемой через оператора, с тем отличием, что усилие формируется по информации о положении, скорости изменения нейтрали рукоятки, а не самой регулируемой величины. When stabilizing with the neutral shift of the handle and the subsequent return of the neutral to its original position, a force is created on the handle as in a manual system that can be closed through the operator, with the difference that the force is formed according to information about the position, rate of change of the neutral of the handle, and not the adjustable value itself.
Формулировка сущности предлагаемой системы. Formulation of the essence of the proposed system.
Система ручного управления и стабилизации регулируемой величины летательного аппарата решает задачу совмещения ручной и полуавтоматической систем управления и стабилизации с координацией управляющего воздействия ручной системы с задающим воздействием полуавтоматической системы через передаточную функцию объекта управления. The system of manual control and stabilization of the adjustable size of the aircraft solves the problem of combining manual and semi-automatic control and stabilization systems with the coordination of the control action of the manual system with the master action of the semi-automatic system through the transfer function of the control object.
Технический результат, достигаемый с помощью системы ручного управления и стабилизации состоит:
в предметном моделировании рукояткой управления динамики движения летательного аппарата с использованием управляемого летательного аппарата
и воспроизведении на рукоятке возмущающего воздействия на летательный аппарат.The technical result achieved using the manual control and stabilization system consists of:
in subject modeling by the control handle of the dynamics of movement of an aircraft using a controlled aircraft
and reproducing on the handle a disturbing effect on the aircraft.
Этот технический результат обеспечивается связью пульта ручного управления и стабилизации с исполнительным контуром по схеме обратимой следящей системы. This technical result is ensured by the connection of the manual control and stabilization panel with the executive circuit according to the scheme of a reversible servo system.
Уровень способов управления и стабилизации. The level of control and stabilization methods.
Оператор является управляющей частью эргатической системы управления. Он выполняет функции формирования закона управления и реализует их в виде операций способа управления. The operator is the control part of the ergatic control system. It performs the functions of forming the control law and implements them in the form of operations of the control method.
Простейшей по управляющим функциям оператора системой является предметная эргатическая система (фиг. 8). Учитывая имеющиеся данные [5,6,7] о человеке-операторе, эту систему можно представить в виде комбинированной системы управления. Комбинированность обеспечивается прямой командной связью нервно-мускульный системы Gп и кинестетической компенсирующей связью по внешней силе Gк. Первая связь описывает приспособление оператора к нагрузке, создаваемой различными предметами, находящимися в руке оператора Gн. Вторая связь описывает приспособление оператора к внешним силам, действующим на руку оператора Fв. Преобразование нервных импульсов в усилие интерпретируется звеном Gа. Кроме того, имеется проприоцептивная обратная связь по смещению руки Gр, описывающая возможность управления рукой вслепую, и прямая связь через центральную нервную систему Gе, описывающая приспособление оператора к управлению предметами во внешнем мире. Имеются визуальные входы по желаемому Xвх и действительному положению Xвых предмета во внешнем мире. Часть схемы, соответствующая центральной нервной системе и визуальным входам, считается одноканальным регулятором, подключаемым к разным каналам управления последовательно посредством центральных механизмов распределения и переключения внимания. Часть схемы, соответствующая нервно-мускульной системе, благодаря большому числу степеней свободы руки считается многоканальной. Объектом управления Gн в этой системе является предмет - простое орудие труда, находящееся в руке оператора. Закон управления, реализуемый оператором, зависит от динамики предмета, находящегося в руке оператора. Усилие Fр, прикладываемое рукой к предмету, связано с перемещением предмета вместе с рукой Xвых через передаточную функцию предмета Gн.The simplest control function of the operator system is the subject ergatic system (Fig. 8). Given the available data [5,6,7] about the human operator, this system can be represented as a combined control system. Combination is ensured by direct command communication of the neuromuscular system G p and kinesthetic compensating connection according to the external force G k . The first connection describes the adaptation of the operator to the load created by various objects in the operator’s hand G n . The second connection describes the adaptation of the operator to external forces acting on the arm of the operator F c . The transformation of nerve impulses into effort is interpreted by the link G a . In addition, there is proprioceptive feedback on arm displacement G p , describing the possibility of blind hand control, and direct communication through the central nervous system G e , describing the operator’s adaptation to control objects in the outside world. There are visual inputs for the desired X in and actual position of the X out object in the outside world. The part of the circuit corresponding to the central nervous system and visual inputs is considered a single-channel regulator connected to different control channels in series through the central mechanisms of distribution and switching of attention. The part of the scheme corresponding to the neuromuscular system, due to the large number of degrees of freedom of the hand, is considered multichannel. The object of control G n in this system is the subject - a simple tool located in the operator’s hand. The control law implemented by the operator depends on the dynamics of the item in the operator’s hand. The force F p applied by the hand to the subject is associated with the movement of the subject together with the arm X o through the transfer function of the subject G n .
Среди предметов, которыми способен управлять оператор, находятся предметы, создающие сопротивление, пропорциональное ускорению, скорости и перемещению предметов, а также комбинациям этих параметров, например колебательные системы типа маятника с опорой вверху, неустойчивые системы типа маятника с опорой внизу. В перечень предметов, которыми способен управлять оператор, входят и механические системы предметов, имеющие передаточные функции, аналогичные летательным аппаратам. Управляя предметом как орудием труда оператор преодолевает сопротивление среды, на которую он воздействует. Это сопротивление воспринимается как возмущающее воздействие Fв и компенсируется нервно-мускульной системой оператора.Among the objects that the operator is able to control are objects that create resistance proportional to the acceleration, speed and movement of objects, as well as combinations of these parameters, for example, oscillatory systems like a pendulum with a support at the top, unstable systems like a pendulum with a support at the bottom. The list of objects that the operator is able to control also includes mechanical systems of objects that have transfer functions similar to aircraft. By controlling the object as a tool of labor, the operator overcomes the resistance of the environment on which he acts. This resistance is perceived as a disturbing effect of F in and is compensated by the neuromuscular system of the operator.
Недостатком предметного способа является ограниченность усилий, перемещений, невозможность управления предметами на расстоянии, невозможность управления объектами немеханической природы. The disadvantage of the objective method is the limited efforts, movements, the inability to control objects at a distance, the inability to control objects of a non-mechanical nature.
Достоинством предметного способа управления является высокое качество управления предметами, приспособляемость к предметам с различной и меняющейся динамикой и к различным и меняющимся возмущениям, а также возможность управления по нескольким каналам одновременно и координированно, с параллельным решением смысловых задач, занимающим зрение и внимание оператора. Достоинства предметного способа управления способствовали появлению идеи квазипредметного (будто бы предметного) способа управления. The advantage of the objective control method is the high quality of managing objects, adaptability to objects with different and changing dynamics and to different and changing perturbations, as well as the ability to control through several channels simultaneously and in a coordinated manner, with parallel solving semantic tasks that occupy the operator’s vision and attention. The advantages of the objective control method contributed to the emergence of the idea of a quasi-subject (as if subject) control method.
За рубежом эта идея высказана Джеймсом Герцогом [7,8]. Он предложил разрабатывать рукоятку управления так, чтобы соотношение между силой, прикладываемой к рукоятке управления, и смещением рукоятки было таким же, как определяемое динамикой объекта соотношение между силой, прикладываемой к рукоятке, и выходом системы. Abroad, this idea was expressed by James Duke [7,8]. He suggested that the control handle be designed so that the ratio between the force applied to the control handle and the shift of the handle is the same as the ratio between the force applied to the handle and the system output, determined by the dynamics of the object.
Предметная модель динамики Джеймса Герцога реализована техническими средствами рукоятки как датчика управляющих воздействий оператора и не включает сам объект управления. В модели использована рукоятка одностороннего и необратимого действия. Она передает информацию только от оператора к объекту. В рукоятке нет обратной связи по регулируемой величине и возмущающему воздействию на объект управления. Поэтому при изменении динамики объекта управления и возмущающего воздействия на объект выход рукоятки будет отличаться от выхода объекта. Это снижает роль проприоцептивной и сухожильной обратных связей в разгрузке зрения и внимания оператора, влечет к ухудшению качества управления. The object model of the dynamics of James Herzog is implemented by the technical means of the handle as a sensor of the operator's control actions and does not include the control object itself. The model uses a single-acting and irreversible handle. It transfers information only from the operator to the object. There is no feedback in the handle on the adjustable value and the disturbing effect on the control object. Therefore, when the dynamics of the control object and the disturbing effect on the object change, the output of the handle will differ from the output of the object. This reduces the role of proprioceptive and tendon feedback in unloading the vision and attention of the operator, leading to a deterioration in the quality of management.
В эргатической системе "оператор - дистанционная ручная система управления" (фиг. 9) объект управления Wо включен последовательно с оператором. Между оператором и объектом появились заместители объекта (рукоятка управления G
Если считать, что динамика предмета и объекта управления одна и та же, пренебречь переходными процессами в преобразователях управляющего воздействия и регулируемой величины, то закон управления в дистанционной эргатической системе остается тот же, что и в предметной системе, однако реализуется он теми же структурами оператора иначе, чем в предметной системе. Поэтому способ дистанционного управления отличается от предметного. If we assume that the dynamics of the object and the control object are the same, neglecting transients in the transducers of the control action and the controlled variable, then the control law in the remote ergatic system remains the same as in the object system, but it is implemented by the same operator structures differently than in the subject system. Therefore, the remote control method is different from the subject.
При управлении дистанционной системой контроль регулируемой величины возможен только визуально. Проприоцептивная обратная связь Gр обеспечивает управление рукояткой. Прямая командная связь нервно-мускульной системе Gп приспосабливается к динамике рукоятки. Приспособление же к динамике объекта берут на себя верхние уровни управления центральной нервной системы Gе. Поскольку благодаря пружинным загружателям усилие руки Fр пропорционально смещению рукоятки относительно нейтрали Xр, воспринимаемому системой как управляющее воздействие оператора, то усилие оператора в дистанционной системе осталось то же, что и в предметной, однако перемещение рукоятки Xр под действием этого усилия не совпадает с регулируемой величиной Xвых. Поэтому в дистанционном способе управления используются кодирующие, а не копирующие движения рукоятки. Это не естественные, а специальные профессиональные движения. Для их создания требуется специальное обучение. Навыки управления, построенные на таких движениях, разрушаются при длительных перерывах в работе, дают сбои при утомлении. Кроме того, информация о регулируемой величине поступает через зрение с использованием центральных механизмов распределения и переключения внимания. При одновременном решении нескольких параллельных задач наряду с управлением движения объекта это ведет к дискретности восприятия и обработки информации, что ухудшает качество управления. Кроме того, навыки распределения и переключения внимания являются специальными, профессиональными навыками, подверженными разрушению при перерывах в работе, дающими сбои при утомлении.When controlling a remote system, control of the controlled variable is only possible visually. Proprioceptive feedback G p provides handle control. Direct command communication of the neuromuscular system G p adapts to the dynamics of the handle. Adaptation to the dynamics of the object take on the upper levels of control of the central nervous system G e . Since, thanks to spring loaders, the force of the hand F p is proportional to the displacement of the handle relative to the neutral X p , which is perceived by the system as a control action of the operator, the force of the operator in the remote system remains the same as in the subject, however, the movement of the handle X p under the action of this force does not coincide with adjustable value X o Therefore, in the remote control method, coding rather than copying movements of the handle are used. These are not natural, but special professional movements. Their creation requires special training. Management skills built on such movements are destroyed during long breaks in work, give failures when tired. In addition, information about the controlled variable is supplied through vision using central mechanisms for the distribution and switching of attention. While solving several parallel problems simultaneously, along with controlling the movement of the object, this leads to discreteness in the perception and processing of information, which affects the quality of control. In addition, the skills of distribution and switching of attention are special, professional skills that are prone to destruction during breaks in work, giving failures when tired.
В эргатической системе "оператор-полуавтоматическая система управления" (фиг. 10) последовательно с оператором включается полуавтоматическая система управления объекта. С оператора сняты функции стабилизации, закон управления реализует регулятор Wрег, оператор задает уставку Xпа, система стабилизация ее отрабатывает. Отработку можно уже не контролировать. Визуальная обратная связь по регулируемой величине, которая была нужна в ручной системе, не нужна в полуавтоматической. Оператор должен воспроизводить желаемое движение объекта в виде изменений заданных значений регулируемой величины Xпа посредством рукоятки с задатчиком углового положения Kз. Закон управления рукояткой - как в предметной системе. Управляемым предметом является задающая рукоятка G
Однако система стабилизации отрабатывает заданное значение с динамической ошибкой и противодействует возмущениям с динамической и статической ошибками. Величина этих ошибок зависит от динамики замкнутого контура стабилизации и оператор не может изменить их величину. Объект плохо "ходит" за рукояткой. However, the stabilization system fulfills the setpoint with a dynamic error and counteracts disturbances with dynamic and static errors. The magnitude of these errors depends on the dynamics of the closed loop stabilization and the operator cannot change their magnitude. The object poorly "walks" behind the handle.
В эргатической системе "оператор - существующая система совмещенного управления" (фиг.11) последовательно с оператором включается простая комбинация ручной и полуавтоматической систем. Комбинация простая потому, что связь между ручным и полуавтоматическим входами пропорциональная. Эта связь осуществляется с помощью компенсационного датчика Kд, сигнал с которого поступает на вход автопилота Wап. Перемещение штурвала с помощью механической передачи подается на ручной вход комбинированного рулевого привода Wрп, управляющего объектом управления Wо.In the ergatic system "operator - the existing system of combined control" (Fig. 11), a simple combination of manual and semi-automatic systems is included in sequence with the operator. The combination is simple because the connection between manual and semi-automatic inputs is proportional. This communication is carried out using a compensation sensor K d the signal from which is fed to the input of the autopilot W ap . Moving the helm using a mechanical transmission is fed to the manual input of the combined steering gear W RP controlling the control object W about .
До объединения этих систем на их входы поступали различные сигналыб и их рукоятки управления имели различные устройства загрузки. На вход ручной системы поступал сигнал смещения рукоятки Xр относительно нейтрального положения, загружатель был пружинный. На вход полуавтоматической системы поступал сигнал изменений нейтрального положения рукоятки Xпа. Загружатель был демпфирующий. При объединении систем рукоятка и загружатель остались от ручной системы Gн. Однако перемещения рукоятки для управления нужны такие же, как в полуавтоматической системе Xпа, т.е. копирующие, а не кодирующие, поскольку комбинация этих систем по принципу действия остается следящей системой, хотя и с дополнительной прямой связью. В связи с этим при управлении системой совмещенного управления для создания заданного перемещения рукоятки приходится прикладывать усилие Fс, отличающееся от усилий как в ручной системе Fр, так и в полуавтоматической Fпа.Before combining these systems, various signals were received at their inputs and their control handles had different loading devices. At the input of the manual system, a handle shift signal X p relative to the neutral position was received, the loader was spring loaded. The input of the semi-automatic system received a signal of changes in the neutral position of the handle X pa . The loader was damping. When combining the systems, the handle and loader remained from the manual system G n . However, the movements of the handle for control are needed the same as in the semi-automatic system X pa , i.e. copying, not coding, since the combination of these systems by the principle of action remains a tracking system, although with an additional direct connection. In this regard, when controlling the combined control system to create a given handle movement, it is necessary to apply a force F s different from the forces in both the manual system F p and the semi-automatic F pa .
Приспособление к новому устройству загрузки системы совмещенного управления по сравнению с устройством загрузки полуавтоматической системы обеспечивается внутри оператора прямой командной связью с нервно-мускульной системой Gп. Трудностей при этом приспособлении у оператора не возникает. Однако при этом формируется новый навык управления, и при частом его употреблении прежние навыки ручного и полуавтоматического управления забываются и надо заботиться об их поддержании. Кроме того, сама система совмещенного управления не имеет координации между ручным и полуавтоматическим входами через передаточную функцию объекта управления, и поэтому остаются динамические ошибки следования объекта за рукояткой управления. Достоинства полуавтоматической системы в системе совмещенного управления сохраняются, т.е. контур автоматической стабилизации по-прежнему обеспечивает устойчивость системы и противодействие возмущениям помимо оператора, хотя и со статической ошибкой.Adaptation to the new loading device of the combined control system as compared to the loading device of the semi-automatic system is provided inside the operator by direct command communication with the neuromuscular system G p . The operator does not have difficulties with this device. However, at the same time, a new management skill is formed, and with its frequent use, the previous skills of manual and semi-automatic control are forgotten and care must be taken to maintain them. In addition, the combined control system itself does not have coordination between manual and semi-automatic inputs through the transfer function of the control object, and therefore dynamic errors remain when the object follows the control handle. The advantages of the semi-automatic system in the combined control system are preserved, i.e. the automatic stabilization circuit still provides system stability and resistance to disturbances other than the operator, albeit with a static error.
Сущность предлагаемых способов управления и стабилизации. The essence of the proposed methods of control and stabilization.
Можно избежать динамических ошибок воспроизведения заданной величины, проводя одновременно управление ручной и полуавтоматической системами двумя рукоятками и координируя усилие рукоятки в ручной системе Fр с перемещением рукоятки в полуавтоматической системе Xпа через модель передаточной функции объекта Wмд. Реализация этой модели оператором с помощью двух рукояток значительно усложняет способ управления. Реализация техническими средствами требует изменения параметров модели при изменении параметров самого объекта. Кроме того, остается статическая ошибка стабилизации. Поэтому возникла потребность объединения рукояток и построения предметной модели передаточной функции объекта с использованием самого объекта.You can avoid dynamic playback errors of a given value by simultaneously controlling the manual and semi-automatic systems with two handles and coordinating the handle force in the manual system F p with moving the handle in the semi-automatic system X pa through the model of the transfer function of the object W MD . The implementation of this model by the operator using two handles greatly complicates the control method. Implementation by technical means requires changing the parameters of the model when changing the parameters of the object itself. In addition, a static stabilization error remains. Therefore, there was a need to combine the handles and build a subject model of the transfer function of the object using the object itself.
Эта проблема решается предлагаемой системой ручного управления и стабилизации, в которой обе рукоятки объединены в одну рукоятку, моделирующую динамику объекта, используя сам объект. This problem is solved by the proposed system of manual control and stabilization, in which both handles are combined into one handle, simulating the dynamics of the object using the object itself.
В этом случае способ управления и стабилизации упрощается. В инструкции оператору предписывается: задавать желаемое значение регулируемой величины и стабилизировать ее на этом значении, задавая положение рукоятки и удерживая ее на заданном значении управляющим и стабилизирующим усилиями, формируемыми с помощью навыков непосредственного (предметного) управления и стабилизации рукоятки как механического аналога объекта управления и стабилизации. In this case, the control and stabilization method is simplified. The instructions to the operator prescribe: to set the desired value of the controlled variable and stabilize it at this value by setting the position of the handle and holding it at the set value by the control and stabilizing forces generated by the skills of direct (objective) control and stabilization of the handle as a mechanical analogue of the control and stabilization object .
В эргатической системе "оператор - предлагаемая система ручного управления и стабилизации" (фиг. 12) при управлении объектом оператор посредством прямой командной связи с нервно-мускульной системой Gп, реализующей обратную передаточную функцию объекта, преобразует желаемое перемещение объекта Xвх в управляющее усилие на рукоятку управления Fр, такое же по характеру, как в ручной системе управления. Под действием этого усилия рукоятка W1 смещается относительно нейтрали, как в ручной системе. Величина этого смещения Xр, его скорость Xр измеряются датчиками углового положения W2 и генератором W3. Сигнал смещения после усиления усилителем W4 подается на двигатель W5, который создает противодействие усилию оператора и останавливает это смещение. Величина смещения рукоятки Xр, благодаря большому коэффициенту усиления усилителя-преобразователя, имеет пренебрежимо малую величину. Оператор не замечает этого смещения, воспринимает рукоятку как неподвижную и ощущает только ее сопротивление, равное своему усилию. Сигнал этого смещения после усиления преобразуется исполнительным устройством и регулирующим органом объекта Wрп в регулирующее воздействие на объект Fвых и вызывает его движение Xвых. Датчик регулируемой величины Wду измеряет это движение и подает сигнал на вход пульта управления, который работает как следящая система, воспроизводящая в виде изменений нейтрального положения рукоятки Xпа регулируемую величину объекта Xвых. Оператор создает дополнительное усилие Fпа, пропорциональное скорости движения рукоятки, как в полуавтоматической системе. Это усилие синхронизирует изменения нейтрального положения рукоятки и регулируемой величины объекта Xпа. Изменение нейтрального положения рукоятки Xпа под действием усилия, аналогичного усилию в ручной системе Fр, предметно моделирует динамику объекта. Причем при моделировании используется реальный объект Wо. Если меняется его динамика, то меняется и динамика предметной модели. Благодаря синхронизирующему усилию, аналогичному усилию в полуавтоматической системе, изменение регулируемой величины компенсируется изменением нейтрального положения и контур обратной связи по регулируемой величине размыкается и не мешает ручному управлению.In the ergatic system "operator - the proposed system of manual control and stabilization" (Fig. 12) when controlling the object, the operator through direct command communication with the neuromuscular system G p , which implements the inverse transfer function of the object, converts the desired movement of the object X I to the control force control handle F p , the same in nature as in the manual control system. Under the influence of this force, the handle W 1 moves relative to the neutral, as in a manual system. The magnitude of this offset X p , its speed X p measured by the angular position sensors W 2 and the generator W 3 . The bias signal after amplification by the amplifier W 4 is supplied to the motor W 5 , which creates resistance to the operator’s effort and stops this bias. The magnitude of the shift of the handle X p , due to the large gain of the amplifier-converter, is negligible. The operator does not notice this displacement, perceives the handle as motionless and feels only its resistance, equal to its force. The signal of this bias after amplification is converted by the actuator and the regulator of the object W RP into the regulating effect on the object F o and causes its movement X o . An adjustable value sensor W do measures this movement and sends a signal to the input of the control panel, which works as a tracking system, reproducing in the form of changes in the neutral position of the handle X pa the adjustable value of the object X o . The operator creates an additional force F pa proportional to the speed of the handle, as in a semi-automatic system. This force synchronizes the changes in the neutral position of the handle and the adjustable value of the object X pa . Changing the neutral position of the handle X PA under the action of a force similar to the force in the manual system F p , objectively simulates the dynamics of the object. Moreover, when modeling, a real object W о is used . If its dynamics changes, then the dynamics of the subject model also changes. Due to the synchronizing force, similar to the force in a semi-automatic system, the change in the adjustable value is compensated by the change in the neutral position and the feedback loop for the adjustable value is opened and does not interfere with manual control.
В связи с тем что наряду с основным усилием, вызывающим желаемое движение объекта, оператор прикладывает дополнительное синхронизирующее усилие Fпа, пропорциональное скорости движения объекта, рукоятка как механический аналог объекта эквивалентна демпфированному объекту.Due to the fact that along with the main force causing the desired movement of the object, the operator applies an additional synchronizing force F pa proportional to the speed of the object, the handle as a mechanical analogue of the object is equivalent to the damped object.
При ручной стабилизации объекта возможны варианты способа стабилизации в зависимости от принципа стабилизации, реализуемого оператором: по возмущению и по отклонению. With manual stabilization of the object, variants of the stabilization method are possible depending on the stabilization principle implemented by the operator: perturbation and deviation.
При ручной стабилизации по возмущению (фиг.13) контур объекта совместно с двигателем рукоятки G
При ручной стабилизации по отклонению (фиг. 14) оператор допускает смещение нейтрального положения рукоятки X
Возможен частный случай ручной стабилизации по отклонению, когда смещение нейтрального положения рукоятки Xпа под действием возмущения равно по величине и противоположно по знаку смещению рукоятки от нейтрали X
Формулировка сущности предлагаемого способа. The wording of the essence of the proposed method.
Способ управления и стабилизации регулируемой величины движения летательного аппарата решает задачу разгрузки зрения и внимания оператора для решения параллельных задач за счет включения кинестезии оператора в процесс управления и стабилизации регулируемой величиной движения летательного аппарата. A method of controlling and stabilizing an adjustable amount of aircraft movement solves the problem of unloading the operator’s vision and attention to solve parallel problems by including the operator’s kinesthesia in the process of controlling and stabilizing an adjustable amount of aircraft motion.
Технический результат, достигаемый в эргатической системе "оператор - ручная система управления и стабилизации", реализующей способ управления и стабилизации, состоит в повышении точности, быстродействия, устойчивости процесса управления регулируемой величиной движения летательного аппарата при одновременном решении параллельных задач. The technical result achieved in the ergatic system "operator - manual control and stabilization system", which implements the control and stabilization method, consists in increasing the accuracy, speed, stability of the process of controlling the adjustable magnitude of the aircraft motion while solving parallel problems.
Этот технический результат обеспечивают с помощью системы ручного управления и стабилизации применением для управления и стабилизации регулируемой величины движения летательного аппарата навыков, непосредственного (предметного) управления рукояткой, имеющей динамику, аналогичную динамике летательного аппарата. This technical result is ensured by using a manual control and stabilization system by applying skills to control and stabilize an adjustable amount of aircraft movement, direct (subject) control of a handle having a dynamics similar to that of an aircraft.
Ручной системой управления и стабилизации:
воспринимают управляющее и стабилизирующее усилия оператора на рукоятку управления и создают регулирующее воздействие на летательный аппарат,
отображают в динамике рукоятки управления регулируемую величину, регулирующее и возмущающее воздействия на летательный аппарат.Manual control and stabilization system:
perceive the control and stabilizing efforts of the operator on the control handle and create a regulatory effect on the aircraft,
display in the dynamics of the control knob an adjustable value, regulating and disturbing effects on the aircraft.
Управляющим и стабилизирующим усилиями оператора задают желаемое значение регулируемой величины движения летательного аппарата и стабилизируют ее на этом значении, задавая положение рукоятки, пропорциональное желаемому значению, и удерживая рукоятку в заданном положении. By controlling and stabilizing efforts of the operator, they set the desired value of the adjustable amount of movement of the aircraft and stabilize it at this value by setting the position of the handle proportional to the desired value and holding the handle in a predetermined position.
Перечень чертежей. The list of drawings.
Фиг. 1. Структурная схема дистанционной рукоятки управления. FIG. 1. The structural diagram of the remote control handle.
Фиг. 2. Структурная схема дистанционного указателя. FIG. 2. The structural diagram of the remote pointer.
Фиг. 3. Структурная схема пульта ручного управления и стабилизации. FIG. 3. The structural diagram of the remote control and stabilization.
Фиг. 4. Структурная схема связи ручной и полуавтоматической систем управления. FIG. 4. The block diagram of the connection of manual and semi-automatic control systems.
Фиг. 5. Структурная схема существующей системы совмещенного управления вертолета. FIG. 5. The structural diagram of the existing system of combined control of the helicopter.
Фиг. 6. Структурная схема предлагаемой системы ручного управления и стабилизации движения летательного аппарата. FIG. 6. The structural diagram of the proposed system of manual control and stabilization of the aircraft.
Фиг. 7. Эквивалентные структурные схемы предлагаемой системы ручного управления и стабилизации движения летательного аппарата. FIG. 7. Equivalent structural diagrams of the proposed system of manual control and stabilization of the aircraft.
Фиг. 8. Гипотетическая структурная схема предметной эргатической системы. FIG. 8. Hypothetical structural diagram of the subject ergatic system.
Фиг. 9. Структурная схема эргатической системы "оператор - дистанционная ручная система управления". FIG. 9. The structural diagram of the ergatic system "operator - remote manual control system."
Фиг. 10. Структурная схема эргатической системы "оператор - полуавтоматическая система управления". FIG. 10. The structural diagram of the ergatic system "operator - semi-automatic control system."
Фиг. 11. Структурная схема эргатической системы "оператор-существующая система совмещенного управления" при управлении. FIG. 11. The structural diagram of the ergatic system "operator-existing system of combined control" under control.
Фиг. 12. Структурная схема эргатической системы "оператор - предлагаемая система ручного управления и стабилизации" при управлении. FIG. 12. The structural diagram of the ergatic system "operator - the proposed system of manual control and stabilization" under control.
Фиг. 13. Структурная схема эргатической системы "оператор - предлагаемая система ручного управления и стабилизации" при стабилизация с компенсацией ошибки. FIG. 13. The structural diagram of the ergatic system "operator - the proposed system of manual control and stabilization" with stabilization with error compensation.
Фиг. 14. Структурная схема эргатической системы "оператор - предлагаемая система ручного управления и стабилизации" при стабилизации с регулируемой ошибкой. FIG. 14. The structural diagram of the ergatic system "operator - the proposed system of manual control and stabilization" during stabilization with adjustable error.
Фиг. 15. Переходный процесс пульта ручного управления и стабилизации. FIG. 15. The transition process of the remote control and stabilization.
Фиг. 16. Фигура Лиссажу предлагаемой системы ручного управления и стабилизации вертолетом по тангажу. FIG. 16. The Lissajous figure of the proposed pitch control and helicopter stabilization system.
Фиг. 17. Фигура Лиссажу предлагаемой системы ручного управления и стабилизации вертолетом по рысканию. FIG. 17. The Lissajous figure of the proposed system for manual control and stabilization of the helicopter by yaw.
Фиг. 18. Фигура Лиссажу существующей системы совмещенного управления вертолетом по тангажу. FIG. 18. Lissajous figure of the existing system of combined helicopter pitch control.
Фиг. 19. Фигура Лиссажу существующей системы ручного управления вертолетом по рысканию. FIG. 19. Lissajous figure of the existing system for manual control of the helicopter by yaw.
Фиг. 20. Фазовая траектория разворота самолета по углу тангажа со стабилизацией скорости полета существующими ручными системами управления первым оператором. FIG. 20. Phase trajectory of the aircraft turning along the pitch angle with stabilization of the flight speed by the existing manual control systems of the first operator.
Фиг. 21. Фазовая траектория разворота самолета по углу тангажа со стабилизацией скорости полета существующими ручными системами управления вторым оператором. FIG. 21. Phase trajectory of the aircraft turning along the pitch angle with stabilization of the flight speed by the existing manual control systems of the second operator.
Фиг. 22. Фазовая траектория разворота самолета по углу тангажа со стабилизацией скорости полета предлагаемыми системами ручного управления и стабилизации первым оператором. FIG. 22. Phase trajectory of the aircraft turning along the pitch angle with stabilization of flight speed by the proposed manual control and stabilization systems by the first operator.
Фиг. 23. Фазовая траектория разворота самолета по углу тангажа со стабилизацией скорости полета предлагаемыми системами ручного управления и стабилизации вторым оператором. FIG. 23. Phase trajectory of the aircraft turning along the pitch angle with stabilization of flight speed by the proposed manual control and stabilization systems by the second operator.
Фиг. 24. Фазовая траектория стабилизации вертолета на крену и рысканию существующими ручными системами первым оператором. FIG. 24. The phase path of stabilization of the helicopter to roll and yaw by existing manual systems by the first operator.
Фиг. 25. Фазовая траектория стабилизации вертолета по крену и рысканию существующими ручными системами вторым оператором. FIG. 25. The phase trajectory of the stabilization of the helicopter by roll and yaw by the existing manual systems by the second operator.
Фиг. 26. Фазовая траектория стабилизации вертолета по крену и рысканию предлагаемыми системами ручного управления и стабилизации первым оператором. FIG. 26. The phase path of stabilization of the helicopter in roll and yaw by the proposed manual control and stabilization systems by the first operator.
Фиг. 27. Фазовая траектория стабилизации вертолета по крену и рысканию предлагаемыми системами ручного управления и стабилизации вторым оператором. FIG. 27. Phase trajectory of stabilization of the helicopter by roll and yaw by the proposed manual control and stabilization systems by the second operator.
Фиг. 28. Фазовая траектория разворота вертолета по крену и рысканию существующими ручными системами первым оператором. FIG. 28. Phase trajectory of the helicopter turning along the roll and yaw by the existing manual systems by the first operator.
Фиг. 29. Фазовая траектория разворота вертолета по крену и рысканию предлагаемыми системами ручного управления и стабилизации первым оператором. FIG. 29. The phase trajectory of the helicopter turning along the roll and yaw by the proposed manual control and stabilization systems by the first operator.
Фиг. 30. Процесс программного управления вертолетом по рысканию существующей ручной системой третьим оператором. FIG. 30. The process of program control of a helicopter by yawing the existing manual system by a third operator.
Фиг. 31. Процесс программного управления вертолетом по рысканию предлагаемой системой ручного управления и стабилизации третьим оператором. FIG. 31. The process of programmed control of the helicopter by yaw of the proposed manual control and stabilization system by a third operator.
Фиг. 32. Процесс программного управления вертолетом по тангажу существующей системой совмещенного управления четвертым оператором. FIG. 32. The process of programmed helicopter pitch control by the existing system of combined control of the fourth operator.
Фиг. 33. Процесс программного управления вертолетом по тангажу предлагаемой системой ручного управления и стабилизации четвертым оператором. FIG. 33. The process of programmed helicopter pitch control by the proposed manual control and stabilization system by the fourth operator.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления предлагаемых пульта, системы, способов управления и стабилизации. Information confirming the possibility of implementing the proposed remote control, systems, control and stabilization methods.
Из известных технических устройств, построенных по схеме замкнутой системы непрямого регулирования углового положения объекта, включающих выходной вал, датчик углового положения выходного вала, двигатель - генератор с редуктором, характеристики, близкие к желаемым характеристикам пульта управления, имеют электрические сервоприводы автопилотов. Они представляют собой следящие системы, работающие при нагрузках на выходном валу того же порядка, что и управляющее воздействие оператора и имеют того же порядка диапазон угловых перемещений и угловых скоростей, что и объект управления. По сравнению с пультом в сервоприводе меньше коэффициент передачи усилителя и нет на выходном валу рукоятки управления. Of the known technical devices built according to the scheme of a closed system of indirect control of the angular position of the object, including the output shaft, the sensor of the angular position of the output shaft, the engine is a generator with a reducer, characteristics close to the desired characteristics of the control panel have electric autopilot servos. They are servo systems operating under loads on the output shaft of the same order as the control action of the operator and have the same order range of angular displacements and angular velocities as the control object. Compared to the remote control, the servo drive has a lower transmission coefficient of the amplifier and there is no control handle on the output shaft.
Для конкретного исполнения предлагаемого пульта управления были использованы рулевая машина и магнитный усилитель-преобразователь мощности автопилота АП-28Л1 самолета АН-24. В качестве общего суммирующего усилителя контуров рукоятки и объекта использовался усилитель-преобразователь постоянного тока аналоговой вычислительной машины МН-10 м. For the specific performance of the proposed control panel, a steering machine and a magnetic amplifier-converter of power of the autopilot AP-28L1 of the AN-24 aircraft were used. As a general summing amplifier of the handle and object circuits, a direct current amplifier-converter of an analog computer МН-10 m was used.
Предлагаемая система ручного управления и стабилизации воспроизводилась методом полунатурного моделирования. Два пульта управления, описанные выше, были созданы в натуре. Исполнительные устройства, объект управления, датчики регулируемой величины моделировались на аналоговой вычислительной машине МН-10 м. В качестве объекта управления в одном эксперименте моделировалось продольное движение самолета ТУ-154, в другом продольное и боковое движение вертолета МИ-6. Одновременно с объектом моделировались исполнительные устройства ручных и полуавтоматических систем управления, датчики регулируемой величины полуавтоматической системы и дистанционные указатели этих воздушных судов. В системах управления продольным движением самолета один пульт использовался для управления углом тангажа, другой пульт для управления скоростью полета. В системах управления боковым движением вертолета один пульт использовался для управления углом крена, другой для управления углом рыскания. В системах управления продольным движением вертолета использовался один пульт управления углом тангажа. Пульты управления путем изменения коэффициента усиления усилителя, отключения обратных связей по регулируемой величине объекта (угловому положению или скорости полета), а также угловому положению рукоятки переводились в режим моделирования датчиков управляющих воздействий ручной, совмещенной систем управления. The proposed manual control and stabilization system was reproduced by the semi-natural simulation method. The two control panels described above were created in kind. Actuators, a control object, and adjustable-size sensors were modeled on an MN-10 m analog computer. In one experiment, the longitudinal movement of the TU-154 aircraft was modeled, in the other, the longitudinal and lateral movement of the MI-6 helicopter. Simultaneously with the object, actuators of manual and semi-automatic control systems, sensors of adjustable size of the semi-automatic system and remote indicators of these aircraft were modeled. In aircraft longitudinal motion control systems, one remote control was used to control the pitch angle, another remote control to control the flight speed. In helicopter lateral motion control systems, one remote control was used to control the angle of heel, the other to control the yaw angle. The helicopter longitudinal motion control systems used one pitch angle control panel. Control panels by changing the gain of the amplifier, disabling feedback on the adjustable size of the object (angular position or flight speed), as well as the angular position of the handle were transferred to the simulation mode of the control sensors for manual, combined control systems.
Эффективность предлагаемого пульта ручного управления и стабилизации оценивалась точностью, быстродействием воспроизведения рукояткой управления значения регулируемой величины при изменении управляющего воздействия оператора на рукоятку управления. Критериями точности были выбраны величина статической ошибки воспроизведения при максимальном управляющем воздействии оператора и величина перерегулирования переходного процесса при снятии управляющего воздействия. Критерием быстродействия было выбрано время регулирования, определяемое по моменту вхождения переходного процесса в трубку допуска 10%. The effectiveness of the proposed manual control and stabilization panel was assessed by the accuracy and speed of the control handle reproducing the value of the controlled variable when changing the control action of the operator on the control handle. The accuracy criteria were chosen the magnitude of the static error of reproduction at the maximum control action of the operator and the magnitude of the overshoot of the transient process when removing the control action. The performance criterion was selected regulation time, determined by the moment of transition in the
Предлагаемый пульт ручного управления и стабилизации как замкнутая система непрямого регулирования положения рукоятки управления испытывался путем снятия переходного процесса углового положения рукоятки при снятии скачком управляющего воздействия оператора. Измерялись смещение углового положения рукоятки относительно нейтрали Xр под действием управляющего усилия оператора (как статическая ошибка), величина перерегулирования σ и время регулирования tрег. Вид переходного процесса пульта управления и результаты измерения указанных выше параметров представлены на фиг. 15. Эти результаты показывают, что переходный процесс в пульте управления заканчивается за 0,4 с, перерегулирование равно 15%, статическая ошибка 0,3o при скачке момента 8,8 нм. При временах управления, измеряемых несколькими секундами, диапазоне изменения нейтрального положения рукоятки, измеряемом десятками градусов, эти данные дают основание пренебрегать переходными процессами пульта управления (временем регулирования и статической ошибкой) при рассмотрении процессов в системе "оператор - объект управления".The proposed manual control and stabilization panel as a closed system of indirect control of the position of the control handle was tested by removing the transient process of the angular position of the handle when removing the jump control action of the operator. The shift of the angular position of the handle relative to the neutral X p was measured under the action of the operator's control effort (as a static error), the overshoot value σ and the regulation time t reg . The transient view of the control panel and the measurement results of the above parameters are presented in FIG. 15. These results show that the transition process in the control panel ends in 0.4 s, the overshoot is 15%, the static error is 0.3 o at a moment jump of 8.8 nm. For control times, measured in several seconds, and a range of changes in the neutral position of the handle, measured in tens of degrees, these data give reason to neglect transients of the control panel (control time and static error) when considering processes in the operator-control system.
Величина смещения рукоятки ручной системы при том же усилии оператора 5 кг на плече 0,16 м составляла 26o. Тот же момент сопротивления рукоятки полуавтоматической системы возникал при скорости ее перемещения до 90o/с.The magnitude of the shift handle of the manual system with the same operator effort of 5 kg on the shoulder of 0.16 m was 26 o . The same moment of resistance of the handle of a semi-automatic system occurred at a speed of its movement up to 90 o / s.
Эффективность систем управления оценивалась точностью воспроизведения регулируемой величиной заданных рукояткой значений. Критерием точности был выбран сдвиг фаз ΔΦ между изменениями заданной δp и регулируемой Xвых величин. При испытании системы рукояткой управления задавались синусоидальные колебания углового положения вертолета и определялся сдвиг фаз между колебаниями рукоятки и вертолета по фигурам Лиссажу. Для этого на самописце по оси ординат записывались колебания вертолета ψ, ϑ, а по оси абсцисс колебания δp рукоятки. Эти фигуры представлены на фиг. 16, фиг. 17 для предлагаемой системы ручного управления, на фиг. 18 для существующей системы совмещенного управления, на фиг. 19 для существующей системы ручного управления. Замкнутая кривая фигуры Лиссажу аппроксимировалась эллипсом. Сдвиг фаз для предлагаемой и совмещенной систем управления оценивался по формуле
ΔΦ = arcsin A0/Amax,
где Amax - значение амплитуды сигнала регулируемой величины;
A0 - текущее значение сигнала регулируемой величины в момент нулевого значения сигнала рукоятки.The effectiveness of control systems was evaluated by the accuracy of reproduction with an adjustable value of the values specified by the handle. The criterion of accuracy was the phase shift ΔΦ between changes in a given δ p and an adjustable X output value. When testing the system with the control handle, sinusoidal oscillations of the angular position of the helicopter were set and the phase shift between the oscillations of the handle and the helicopter was determined using the Lissajous figures. For this purpose, the oscillations ψ, ϑ of the helicopter are recorded on the ordinate axis along the ordinate axis, and the fluctuations δ p of the handle along the abscissa axis. These figures are shown in FIG. 16, FIG. 17 for the proposed manual control system, FIG. 18 for the existing combined control system, FIG. 19 for the existing manual control system. The closed curve of the Lissajous figure was approximated by an ellipse. The phase shift for the proposed and combined control systems was estimated by the formula
ΔΦ = arcsin A 0 / A max ,
where A max - the value of the amplitude of the signal of an adjustable value;
A 0 - the current value of the signal of adjustable value at the moment of zero value of the signal of the handle.
Сдвиг фаз для существующей системы оценивался по формуле
ΔΦ = 180o-arcsin A0/Amax.
Предлагаемая система в вертолетном варианте испытывалась методом полунатурного моделирования путем сравнения с существующей системой совмещенного управления по тангажу и существующей ручной системой по рысканию. Сравнение с существующей ручной системой по рысканию проводилось в предвидении будущих трехкоординатных рукояток управления вертолетом по тангажу, крену, рысканию (скольжению). Результаты оценки точности по сдвигу фаз приведены в таблице 1.The phase shift for the existing system was estimated by the formula
ΔΦ = 180 o -arcsin A 0 / A max .
The proposed system in a helicopter version was tested by the semi-natural simulation method by comparing it with the existing combined pitch control system and the existing manual yaw system. Comparison with the existing manual yaw system was carried out in anticipation of future three-axis helicopter control levers for pitch, roll, yaw (slip). The results of the accuracy assessment for the phase shift are shown in table 1.
Из данных, приведенных в таблице 1, следует, что точность воспроизведения угловым положением вертолета углового положения рукоятки в существующей системе совмещенного управления выше, чем в существующей ручной, в 11 раз, а в предлагаемой системе ручного управления и стабилизации выше, чем в существующей системе совмещенного управления, в 2,5 раза. From the data given in table 1, it follows that the accuracy of reproducing the angular position of the helicopter in the angular position of the handle in the existing combined control system is 11 times higher than in the existing manual control system and higher in the proposed manual control and stabilization system than in the existing combined control system management, 2.5 times.
Предлагаемые и существующие способы ручного управления и стабилизации испытывалась метолом полунатурного моделирования с участием оператора, причем для сравнения систем использованы две интерпретации предлагаемой системы. The proposed and existing methods of manual control and stabilization were tested by a semi-natural simulation method with the participation of an operator, and two interpretations of the proposed system were used to compare systems.
Согласно первой интерпретации предлагаемая система эквивалентна двум системам: ручной и полуавтоматической, работающим одновременно и координированно за счет оператора. На самолете нет режима одновременной работы обеих систем. Такой режим, называемый совмещенным, есть только на вертолете. Причем совмещение работы ручной и автоматической систем осуществляется техническими средствами. Для оценки эффективности вариантов распределения функций координации работы ручной и полуавтоматической систем между оператором и автоматом целесообразно сравнение способа управления предлагаемой системой ручного управления и стабилизации со способом управления существующей системой совмещенного управления. Такое сравнение возможно и проведено только для вертолета. According to the first interpretation, the proposed system is equivalent to two systems: manual and semi-automatic, working simultaneously and coordinated by the operator. There is no simultaneous operation of both systems on the plane. This mode, called combined, is only available in a helicopter. Moreover, the combination of manual and automatic systems is carried out by technical means. To assess the effectiveness of the distribution options for the coordination functions of manual and semi-automatic systems between the operator and the machine, it is advisable to compare the control method of the proposed manual control and stabilization system with the control method of the existing combined control system. Such a comparison is possible and carried out only for a helicopter.
Согласно второй интерпретации предлагаемая система ручного управления эквивалентна ручной системе управления с новым указателем регулируемой величины. Для оценки эффективности способов управления ручными системами с разными указателями целесообразно сравнение способа управления предлагаемой системой ручного управления со способами управления существующими системами ручного управления. Это возможно и проведено как для самолетов, так и для вертолетов. According to the second interpretation, the proposed manual control system is equivalent to a manual control system with a new adjustable indicator. To assess the effectiveness of control methods for manual systems with different pointers, it is advisable to compare the control method of the proposed manual control system with the control methods of existing manual control systems. This is possible and carried out both for aircraft and for helicopters.
В качестве операторов для испытаний способов управления и стабилизации были отобраны профессионал-пилот самолета ТУ-134, профессионал-инженер по системам управления самолетов, два профессионала-инженера по системам управления вертолетов, профессионал-инженер по системам управления самолетов и вертолетов и непрофессионал - выпускник средней школы. Участие в испытаниях профессионалов по системам управления самолетов и вертолетов сократило процесс обучения, уменьшило число тренировочных проб управления до четырех. Пятая проба управления была зачетной. Участие непрофессионала было необходимо для выявления возможностей управления предлагаемой системой на основе навыков непосредственного (предметного) управления рукояткой. A TU-134 professional pilot, a professional airplane control system engineer, two helicopter control system professional engineers, an airplane and helicopter control system professional engineer and a lay graduate were selected as operators for testing control and stabilization methods; schools. Participation in the testing of professionals in aircraft and helicopter control systems reduced the learning process, reduced the number of control training samples to four. The fifth control test was valid. Non-professional participation was necessary to identify the possibilities of managing the proposed system based on the skills of direct (substantive) control of the handle.
Перед пробами управления операторы были обучены диапазонам управляющих усилий, перемещений рукояток, связи направлений усилий, перемещений рукояток с направлением и скоростью изменения регулируемой величины. Всем операторам сообщался ориентировочный закон управления, который они должны были реализовать в способе управления. Он соответствовал управлению медленными составляющими переходных процессов линейных моделей самолетов и вертолетов. Ориентировочный закон корректировался при выполнении тренировочных проб управления самим оператором. Before the control trials, the operators were trained in the ranges of control efforts, handle movements, the connection of the directions of efforts, the movements of the handles with the direction and rate of change of the controlled variable. All operators were informed of the approximate control law, which they had to implement in the control method. It corresponded to the management of the slow transient components of linear models of aircraft and helicopters. The approximate law was corrected when carrying out training tests of control by the operator himself.
При управлении продольным движением самолета оператору ставилась задача в канале управление углом тангажа перевести самолет из исходного углового положения в заданное, в канале управления скоростью полета - удержать скорость полета неизменной. При стабилизации бокового движения вертолета оператору ставилась задача удержать в неизменном положении вертолет по углу крена и рыскания при воздействии возмущающего момента вокруг продольной оси. При управлении боковым движением вертолета оператору ставилась задача перевести вертолет из исходного углового положения в заданное сразу по двум каналам: крена и рыскания при возмущающем моменте вокруг продольной оси. When controlling the longitudinal movement of the aircraft, the operator was given the task in the channel to control the pitch angle to transfer the plane from the initial angular position to the specified one, in the channel for controlling the flight speed — to keep the flight speed unchanged. When stabilizing the lateral movement of the helicopter, the operator was tasked with keeping the helicopter in an unchanged position along the angle of heel and yaw when exposed to a disturbing moment around the longitudinal axis. When controlling the lateral movement of the helicopter, the operator was tasked with transferring the helicopter from its initial angular position to a predetermined position along two channels: roll and yaw with a disturbing moment around the longitudinal axis.
Системы управления вертолетом по рысканию и тангажу были испытаны в задаче программного управления. Заданная программа изменения угла тангажа или рыскания была составлена из двух полукосинусоид одного периода и разных амплитуд, состыкованных друг с другом. Возмущающее воздействие отсутствовало. Yaw and pitch helicopter control systems were tested in the program control problem. A given program for changing the pitch or yaw angle was made up of two half-sine waves of the same period and different amplitudes, joined together. There was no outrage.
Формулировки законов управления для предлагаемого способа отличались от формулировок для ручного способа тем, что вместо отклонения рукоятки указывалось усилие на рукоятку, вместо перемещений и скоростей перемещений объекта указывались перемещения и скорости перемещения нейтрального положения рукоятки. The wording of the control laws for the proposed method differed from the wording for the manual method in that instead of deflecting the handle, the force on the handle was indicated, instead of the movements and speeds of the object, the movements and speeds of the neutral position of the handle were indicated.
Эффективность способов управления и стабилизации оценивалась точностью эргатических систем. Критерием точности перевода самолета из исходного углового положения в заданное было выбрано максимальное значение обратного хода объекта во время перевода Δϑmax и отклонение от заданного значения в конце перевода Δϑk. Критерием точности стабилизации скорости полета было выбрано максимальное отклонение скорости от заданного значения Δvmax и отклонение от заданного значения в конце перевода Δvk.
В качестве примера представлены записи типичных процессов управления (ϑ,v) двух операторов в виде фазовых траекторий на фиг. 20, фиг. 21 для существующего ручного способа и на фиг. 22, фиг. 23 для предлагаемого ручного способа. Результаты оценки этих процессов по указанным критериям приведены в таблице 2.The effectiveness of control and stabilization methods was evaluated by the accuracy of ergatic systems. The criterion for the accuracy of the transfer of the aircraft from the initial angular position to the specified one was the maximum value of the object’s reverse motion during the translation Δϑ max and the deviation from the set value at the end of the translation Δϑ k . The criterion for the accuracy of stabilization of the flight speed was the maximum deviation of the speed from the set value Δv max and the deviation from the set value at the end of the translation Δv k .
As an example, records of typical control processes (ϑ, v) of two operators in the form of phase trajectories in FIG. 20, FIG. 21 for the existing manual method and in FIG. 22, FIG. 23 for the proposed manual method. The results of the evaluation of these processes according to the specified criteria are shown in table 2.
Из данных таблицы 2 следует, что предлагаемый ручной способ позволяет точнее перевести самолет из исходного углового положения в заданное и точнее удержать скорость полета на заданном значении, чем существующий ручной способ примерно в 2 раза. From the data of table 2 it follows that the proposed manual method allows you to more accurately transfer the aircraft from its initial angular position to a predetermined one and more accurately keep the flight speed at a given value than the existing manual method by about 2 times.
Критерием точности стабилизации вертолета одновременно по углу крена и рыскания были выбраны максимальные отклонения углового положения по углу крена и рыскания. Для примера взяты фазовые траектории процессов: на фиг. 24, фиг. 25 для существующего ручного способа, на фиг. 26, фиг. 27 для предлагаемого ручного способа. Результаты оценки процессов управления по указанным критериям для обоих способов приведены в таблице 3. The criterion for the accuracy of stabilization of the helicopter at the same time according to the angle of heel and yaw was chosen the maximum deviation of the angular position along the angle of heel and yaw. For example, the phase trajectories of the processes are taken: in FIG. 24, FIG. 25 for the existing manual method, FIG. 26, FIG. 27 for the proposed manual method. The results of the assessment of management processes by the specified criteria for both methods are shown in table 3.
Из данных таблицы 3 следует, что стабилизация углового положения в боковом канале предлагаемым ручным способом на порядок точнее, чем существующим ручным способом, при этом возможна ручная стабилизация без ошибок. From the data of table 3 it follows that the stabilization of the angular position in the side channel by the proposed manual method is an order of magnitude more accurate than the existing manual method, while manual stabilization without errors is possible.
Критериями точности разворотов вертолета на заданные углы (по крену и рысканию одновременно) были выбраны отклонения от заданного значения углового положения в конце разворота (Δγk, Δψk) и максимальные значения возвратного движения во время разворота (Δγmax, Δψmax). Для примера представлены фазовые траектории процессов управления одного и того же оператора на фиг. 28 существующим ручным способом, на фиг. 29 предлагаемым ручным способом. Результаты оценки этих процессов по указанным критериям представлены в таблице 4.The accuracy criteria for helicopter turns at given angles (roll and yaw at the same time) were the deviations from the set value of the angular position at the end of the turn (Δγ k , Δψ k ) and the maximum values of the return movement during the turn (Δγ max , Δψ max ). As an example, the phase trajectories of the control processes of the same operator in FIG. 28 in the existing manual manner, in FIG. 29 of the proposed manual method. The results of the evaluation of these processes according to the specified criteria are presented in table 4.
Из данных таблицы 4 следует, что точность вывода вертолета в заданное угловое положение предлагаемым ручным способом может быть в несколько раз выше, чем существующим ручным способом управления. Кроме того, во время разворота предлагаемым ручным способом не создается возвратных движений. From the data of table 4 it follows that the accuracy of the output of the helicopter to a given angular position by the proposed manual method can be several times higher than the existing manual control method. In addition, during a U-turn by the proposed manual method, no return movements are created.
Критерием точности программного управления вертолетом по углам тангажа и рыскания были выбраны отклонения амплитуд и полупериодов большого и малого колебаний от заданных программой значений Aб, Aм, Tб/2, Tм/2. В качестве примера приведены записи процессов программного управления по углу рыскания ψ на фиг. 30 существующим ручным и на фиг. 31 предлагаемым ручным способами третьим оператором, а также по углу тангажа ϑ на фиг. 32 существующим совмещенным, на фиг. 33 предлагаемым ручным способами управления четвертым оператором. Результаты оценки процессов программного управления по углу рыскания ψ приведены в таблице 5, а по углу тангажа ϑ в таблице 6. The accuracy criterion for programmed control of the helicopter by pitch and yaw angles was the deviation of the amplitudes and half-periods of large and small oscillations from the values specified by the program for the values of Ab, Am, Tb / 2, and Tm / 2. As an example, records of program control processes along the yaw angle ψ in FIG. 30 existing manual and in FIG. 31 by the manual methods proposed by the third operator, as well as by pitch angle ϑ in FIG. 32 existing combined, in FIG. 33 of the proposed manual methods for controlling the fourth operator. The results of the evaluation of program control processes by the yaw angle ψ are given in table 5, and by the pitch angle ϑ in table 6.
Из данных, приведенных в таблицах 5, 6, следует, что программное управление предлагаемым ручным способом в 2-3 раза точнее, чем существующим ручным или существующим совмещенным способами. From the data given in tables 5, 6, it follows that program control of the proposed manual method is 2-3 times more accurate than the existing manual or existing combined methods.
В сводной таблице 7 систематизированы результаты оценки точности управления самолетом и вертолетом. Из данных, приведенных в таблице 7, следует, что предлагаемая система ручного управления позволяет увеличить в несколько раз точность вывода воздушного судна в заданное угловое положение (как во время вывода, так и в конце его), а также точность стабилизации в исходном положении. Это позволит оператору воздушного судна решать задачи более высокого класса за меньшее время с меньшими затратами на управление: ресурса техники, расхода топлива, своего здоровья. The summary table 7 systematizes the results of evaluating the accuracy of control of the aircraft and helicopter. From the data given in table 7, it follows that the proposed manual control system allows you to increase several times the accuracy of the output of the aircraft at a given angular position (both during the withdrawal and at the end of it), as well as the accuracy of stabilization in the initial position. This will allow the aircraft operator to solve tasks of a higher class in less time with less control costs: equipment resource, fuel consumption, and his health.
Список литературы
1. Г.В. Анисимов. Теория полуавтоматического управления самолетом. Рига. РКИИГА, 1977 г. стр. 40-55.List of references
1. G.V. Anisimov. The theory of semi-automatic aircraft control. Riga. RCIIGA, 1977, pp. 40-55.
2. Г. В. Анисимов. Системы автоматического управления зарубежных воздушных судов. Рига. РКИИГА, 1990 г. стр. 76. 2. G.V. Anisimov. Automatic control systems of foreign aircraft. Riga. RCIIGA, 1990 p. 76.
3. О. И. Михайлов, И.М. Козлов, Ф.С. Гергель. Авиационные приборы. М. Машиностроение. 1977 г. стр.92,97,401. 3. O. I. Mikhailov, I. M. Kozlov, F.S. Gergel. Aviation devices. M. Engineering. 1977 p. 92.97,401.
4. Н.П. Анненков. Приборное оборудование самолета ТУ-154 Б-2 и его летная эксплуатация. М. "Воздушный транспорт". 1984 г. стр. 12,31,94. 4. N.P. Annenkov. Instrumentation equipment of the TU-154 B-2 aircraft and its flight operation. M. "Air transport". 1984 p. 12.31.94.
5. Наслен П. , Рауль Е., Непрерывная и импульсная модель человека-оператора, как звена системы управления. Доклад на 2 конгрессе IFAK. 4.09.63 г. г. Базель. 5. Naslen P., Raul E., Continuous and impulse model of a human operator as a link in a control system. Report at the 2nd IFAK Congress. September 4, 63, the city of Basel.
6. Мак Руэр Д.Т., Крендел Е.С. Понятие системы человек-машина. Труды института радиоинженеров. 1962 г. N 5. 6. Mac Ruer D.T., Krendel E.S. The concept of a man-machine system. Proceedings of the Institute of Radio Engineers. 1962
7. Т.Б. Шеридан, У.Р. Феррелл. Системы человек-машина. Модели обработки информации, управления и принятия решений человеком-оператором. Перевод с англ./под ред. К.В. Фролова. М. Машиностроение, 1980 г. стр. 258. 7.T.B. Sheridan, U.R. Ferrell. Human machine systems. Models of information processing, management and decision-making by the human operator. Translation from English / ed. K.V. Frolova. M. Engineering, 1980 p. 258.
8. Herzog. J.H.,1968. Manual Control Using the Matched Manipulator Control Technique. IEEE Trans. Man-Machine Systems, MMS-9, No. 3: 56-60. 8. Herzog. J.H., 1968. Manual Control Using the Matched Manipulator Control Technique. IEEE Trans. Man-Machine Systems, MMS-9, No. 3: 56-60.
9. В.А. Бессекерский, Е.П. Попов. Теория систем автоматического регулирования. М. Изд-во "Наука". Главная редакция физико-математической литературы, 1975 г. стр. 252. 9. V.A. Bessekersky, E.P. Popov. Theory of automatic control systems. M. Publishing House "Science". The main edition of the physical and mathematical literature, 1975 p. 252.
10. А.А. Красовский. Системы автоматического управления полетом пилотируемых летательных аппаратов. М. Издание ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1971 г. стр. 405. 10. A.A. Krasovsky. Automatic flight control systems for manned aircraft. M. Edition of the VVIA them. N.E. Zhukovsky, 1971 p. 405.
11. В.И. Кашматов. Инвариантность по составляющей задающего воздействия в обратимой следящей системе. В сборнике научных трудов "Эргономические вопросы безопасности полетов". Киев. КИИГА, 1987. стр. 79. 11. V.I. Kashmatov. Invariance in the component of the driving action in a reversible servo system. In the collection of scientific works "Ergonomic safety issues." Kiev. KIIGA, 1987.p. 79.
12. В.И. Кашматов. Инвариантность по возмущающему воздействию в системе "оператор-обратимая следящая система управления" в сборнике научных трудов "эргономическая оценка эргатических систем "экипаж-самолет" и "экипаж-тренажер". Киев. КИИГА, 1990 г. стр. 66. 12. V.I. Kashmatov. Invariance in disturbance in the system “operator-reversible tracking control system” in the collection of scientific papers “ergonomic evaluation of ergatic systems“ crew-plane ”and“ crew-simulator. ”Kiev. KIIGA, 1990, p. 66.
Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA95083813A UA26286C2 (en) | 1995-08-15 | 1995-08-15 | REMOTE SYSTEM, SYSTEM AND METHOD OF MANUAL CONTROL AND STABILIZATION OF REGULATORY GREAT MOVEMENT OF ARGES AIRCRAFT |
UA95083813 | 1995-08-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96105098A RU96105098A (en) | 1998-06-27 |
RU2128600C1 true RU2128600C1 (en) | 1999-04-10 |
Family
ID=21689070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96105098A RU2128600C1 (en) | 1995-08-15 | 1996-03-15 | Control panel; manual control system and method of manual control and stabilization of controllable variable of motion of flying vehicle "argesan" (versions) |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2128600C1 (en) |
UA (1) | UA26286C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2482022C1 (en) * | 2011-11-14 | 2013-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Aircraft control system |
RU2538831C1 (en) * | 2011-01-24 | 2015-01-10 | Сажем Дефанс Секюрите | Driving device controlled automatically or manually with detection of changeover to manual control |
-
1995
- 1995-08-15 UA UA95083813A patent/UA26286C2/en unknown
-
1996
- 1996-03-15 RU RU96105098A patent/RU2128600C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Анненков Н.П. Приборное оборудование самолета ТУ-154 Б-2 и его летная эксплуатация. - М.: Воздушный транспорт, 1984, с. 12, 31, 94. Михайлов О.И. и др. Авиационные приборы. - М.: Машиностроение, 1977, с. 92, 97, 401. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2538831C1 (en) * | 2011-01-24 | 2015-01-10 | Сажем Дефанс Секюрите | Driving device controlled automatically or manually with detection of changeover to manual control |
RU2482022C1 (en) * | 2011-11-14 | 2013-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Aircraft control system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
UA26286C2 (en) | 1999-07-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4236325A (en) | Simulator control loading inertia compensator | |
Forrest-Barlach et al. | Inverse dynamics position control of a compliant manipulator | |
US4227319A (en) | Flight-control electro-hydraulic simulator | |
Corliss et al. | TELEOPERATOR CONTROLS. An AEC-NASA Technology Survey. | |
Alaimo et al. | A comparison of direct and indirect haptic aiding for remotely piloted vehicles | |
Costello | The surge model of the well-trained human operator in simple manual control | |
McRuer | Development of pilot-in-the-loop analysis. | |
RU2128600C1 (en) | Control panel; manual control system and method of manual control and stabilization of controllable variable of motion of flying vehicle "argesan" (versions) | |
Bilimoria | Effects of control power and guidance cues on lunar lander handling qualities | |
KR101954494B1 (en) | Method for certifying qualification of control loading system with side grip yoke used in flight training simulator | |
Hosman | Are criteria for motion cueing and time delays possible? | |
Diamantides | A pilot analog for airplane pitch control | |
Padfield et al. | Measuring simulation fidelity through an adaptive pilot model | |
DE19500738C1 (en) | System and method for controlling a motor-driven jointed arm | |
Mueller et al. | Improved lunar lander handling qualities through control response type and display enhancements | |
Advani et al. | Objective motion fidelity qualification in flight training simulators | |
GRÜNHAGEN et al. | A high bandwidth control system for a helicopter in-flight simulator | |
DE102014105538A1 (en) | Haptic system and method of operation | |
Gray | Handling qualities evaluation at the USAF Test Pilot School | |
Damveld et al. | Measuring the contribution of the neuromuscular system during a pitch control task | |
Hess et al. | Pilot modeling with applications to the analytical assessment of flight simulator fidelity | |
Advani | Flight simulation research at the Delft University of Technology to the benefit of aviation safety | |
Condomines et al. | Robust impedance active control of flight control devices | |
Hosman et al. | Integrated design of the motion cueing system for a Wright Flyer Simulator | |
Bouwer et al. | A piloted simulator investigation of decoupling helicopters by using a model following control system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150316 |