RU2079108C1 - Система управления боковым движением летательного аппарата - Google Patents
Система управления боковым движением летательного аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2079108C1 RU2079108C1 RU94020215A RU94020215A RU2079108C1 RU 2079108 C1 RU2079108 C1 RU 2079108C1 RU 94020215 A RU94020215 A RU 94020215A RU 94020215 A RU94020215 A RU 94020215A RU 2079108 C1 RU2079108 C1 RU 2079108C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- input
- outputs
- inputs
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Использование: относится к авиационному приборостроению, в частности к системам управления, обеспечивающим обход препятствий рельефа местности летательными аппаратами в маловысотном полете. Сущность изобретения: система управления содержит датчик бокового отклонения. Дополнительно введены задатчик параметров замкнутого контура, блок формирования сигнала прогнозирования и блок формирования сигнала управления и параметрических производных 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к авиационному приборостроению, в частности к системам управления, обеспечивающим обход препятствий рельефа местности летательными аппаратами в маловысотном полете.
Известны системы управления, обеспечивающие отработку заданного бокового отклонения, приведенные в книгах Байбородина Ю.В. "бортовые системы управления полетом" М. Транспорт, 1975 [1][2]
В качестве прототипа принимается система, описанная в [2]
Структурная схема данной системы, приведенная на фиг.1, содержит задатчик параметров бокового отклонения (ЗПБО), датчик координат и скорости (ДКС), блок разности (БР).
В качестве прототипа принимается система, описанная в [2]
Структурная схема данной системы, приведенная на фиг.1, содержит задатчик параметров бокового отклонения (ЗПБО), датчик координат и скорости (ДКС), блок разности (БР).
Сигнал заданного бокового отклонения Z3, выдаваемый программно или вручную оператором с выходом ЗПБО, поступает на третий вход БР, на первый и второй входы которого с первого и второго выходов ДКС поступают сигналы текущего бокового отклонения Z и текущей боковой скорости 
.
На выходе БР формируется сигнал 
, подаваемый в смежную систему стабилизации, имеющий передаточную функцию:
где
Zy управляющий сигнал,
g ускорение силы тяжести,
C1, C2 постоянные коэффициенты,
p оператор дифференцирования.
где
Zy управляющий сигнал,
g ускорение силы тяжести,
C1, C2 постоянные коэффициенты,
p оператор дифференцирования.
При 
в замкнутом контуре навигации будет движение
Z(B4P4 + B3P3+B2P2 +B1P+1)=ZR(p)=Z3.
в замкнутом контуре навигации будет движение
Z(B4P4 + B3P3+B2P2 +B1P+1)=ZR(p)=Z3.
Если Z3 является заданной траекторией обхода препятствий - функцией времени, например, Z3= Asinωt, а R(p)=(Tp+1)4, то амплитуда по Z3 имеет вид:
соответственно, например, при T2ω20,05, A=1000 погрешность dAz0,1A=100 м, наличие таких погрешностей, например, в режиме обхода препятствий является недостатком системы прототипа, так как существенно уменьшает показатели безопасности.
соответственно, например, при T2ω20,05, A=1000 погрешность dAz0,1A=100 м, наличие таких погрешностей, например, в режиме обхода препятствий является недостатком системы прототипа, так как существенно уменьшает показатели безопасности.
Технико-экономичиским эффектом, достигаемым при использовании предлагаемого технического решения, является повышение точности управления. Достигается это тем, что в систему управления, содержащую последовательно соединенные по первому и второму выходам-входам датчик координат и скоростей и первый блок разности, а также задатчик параметров бокового отклонения, дополнительно введены задатчик параметров замкнутого контура, блок формирования сигнала прогнозирования и блок формирования сигнала и параметрических производных, на первый-пятый входы которого подключены соответственно первый-пятый выходы задатчика параметров бокового отклонения, на один и другой вход которого подключены соответственно первый и третий выходы датчика координат и скоростей, причем первый-пятый выходы задатчика параметров замкнутого контура подключены к первому-пятому входам блока формирования сигнала прогнозирования, на третий вход первого блока разности подключен первый выход блока формирования сигнала управления и параметрических производных, второй-пятый выходы подключены к шестому-девятому входам блока формирования сигнала прогнозирования, на десятый вход которого подключен четвертый выход датчика координаты и скорости, выход блока формирования сигнала прогнозирования подключен к четвертому входу первого блока разности, а на шестой вход блока формирования сигнала управления и параметрических производных подключен третий датчик координат и скоростей.
На фиг.1 представлена блок-схема прототипа, обозначения входящих блоков приведены выше; на фиг.2 блок-схема предлагаемой системы, содержащей:
1- датчик координат и скоростей ДКС:
2 Первый блок разности БР1, 3 задатчик параметров бокового отклонения ЗПБО, 4 блок формирования сигнала управления и параметрических производных БФСУПП, 5 блок формирования сигнала прогнозирования БФСП, 6 задатчик параметров замкнутого контура ЗПЗК; на фиг.3 блок-схема БФСУПП 4, содержащего:
7 второй блок разности БР2, 8 первый блок умножения БУ1, 9 блок возведения в степень БВС, 10 блок суммирования БС;
на фиг.4 блок-схема БФСП 5, содержащего:
11 второй блок умножения БУ2, 12 блок суммирования и разности БСР, 13 блок извлечения корня квадратного БИКК, 14 блок деления БД.
1- датчик координат и скоростей ДКС:
2 Первый блок разности БР1, 3 задатчик параметров бокового отклонения ЗПБО, 4 блок формирования сигнала управления и параметрических производных БФСУПП, 5 блок формирования сигнала прогнозирования БФСП, 6 задатчик параметров замкнутого контура ЗПЗК; на фиг.3 блок-схема БФСУПП 4, содержащего:
7 второй блок разности БР2, 8 первый блок умножения БУ1, 9 блок возведения в степень БВС, 10 блок суммирования БС;
на фиг.4 блок-схема БФСП 5, содержащего:
11 второй блок умножения БУ2, 12 блок суммирования и разности БСР, 13 блок извлечения корня квадратного БИКК, 14 блок деления БД.
Система работает следующим образом.
С первого и второго выходов ДКС1 сигнал боковой координаты Z и боковой скорости 
поступают соответственно на первый и второй входы БР1 (2).
С третьего выхода ДКС1 сигнал продольной координаты "X" поступает на шестой вход БФСУПП 4 и на один вход ЗПБО 3, на другой вход которого поступает сигнал боковой координаты Z. В соответствии с координатами местоположения Z, X с ЗПБОЗ по первому-пятому выходам выдаются через дискетное значение "d" дискретные параметры трех точек опорной траектории обхода препятствий:
При этом, если Z3(х)=a0+а1x+a2x2+a3x3+a4x4,
Z31 a0 + a1d + a2d2 + a3d3 + a4d4,
Z32 a0 + 2a1d + 4a2d2 + 8a3d3 + 16a4d4,
Z31 a1 + 2a2d + 3a3d2 + 4a4d3.
При этом, если Z3(х)=a0+а1x+a2x2+a3x3+a4x4,
Z31 a0 + a1d + a2d2 + a3d3 + a4d4,
Z32 a0 + 2a1d + 4a2d2 + 8a3d3 + 16a4d4,
Z31 a1 + 2a2d + 3a3d2 + 4a4d3.
Параметры Z30, 
, Z31, Z32, 
поступают на первый пятый входы БФСУПП 4, в котором (см. фиг. 3):
первый вход (сигнал Z30 a0) подключен к первому входу БР2(7), к пятому входу БУ1(8) и к одиннадцатому входу БС10;
второй вход (сигнал
) подключен ко второму входу БР2(7), к шестому входу БУ1(8) и к двенадцатому входу БС10;
третий вход (сигнал Z31) подключен к третьему входу БР2(7);
четвертый вход (сигнал Z32) подключен к четвертому входу БР2(7);
пятый вход (сигнал
) подключен к пятому входу БР2(7);
шестой вход (сигнал x) подключен ко входу БВС9 и к четвертому входу БУ1(8).
первый вход (сигнал Z30 a0) подключен к первому входу БР2(7), к пятому входу БУ1(8) и к одиннадцатому входу БС10;
второй вход (сигнал
третий вход (сигнал Z31) подключен к третьему входу БР2(7);
четвертый вход (сигнал Z32) подключен к четвертому входу БР2(7);
пятый вход (сигнал
шестой вход (сигнал x) подключен ко входу БВС9 и к четвертому входу БУ1(8).
В БР2(7) по поступившим сигналам на трех элементах разности формируются сигналы (при d const):
Сигнал a2 с первого выхода БР2(7) поступает на седьмой вход БУ1(8) и на тринадцатый вход БС10, сигнал a3 со второго выхода БР2(7) поступает на восьмой вход БУ1(8) и на четырнадцатый вход БС10, сигнал a4 с третьего выхода БР2(7) поступает на девятый вход БУ1(8).
Сигнал a2 с первого выхода БР2(7) поступает на седьмой вход БУ1(8) и на тринадцатый вход БС10, сигнал a3 со второго выхода БР2(7) поступает на восьмой вход БУ1(8) и на четырнадцатый вход БС10, сигнал a4 с третьего выхода БР2(7) поступает на девятый вход БУ1(8).
В БВС9 на трех элементах возведения в степень формируются сигналы x2, x3, x4, которые с первого-третьего выходов БВС9 поступают на первыйoCтретий входы БУ1(8), в котором на элементах умножения формируются сигналы: a1x; a2x2; a3x3; a4x4; 2a2x; 3a3x2; 4a4x3, 6a3x; 12a4x2, 24a4x, которые с первого-десятого выходов БУ1(8) поступают на первый-десятый входы БС10, и сигнал 
с одиннадцатого выхода БУ1(8) поступает на пятый выход БФСУПП 4.
В БС10 на элементах суммирования формируются сигналы:
f0 Z3(x) a0 + a1x + a2x2 + a3x3 + a4x4,
Сигналы f0, f1, f2, f3 с первого-четвертого выходов БС10 поступают соответственно на первыйoCчетвертый выходы БФСУПП 4. Сигнал f0 Z3(x) с первого выхода БФСУПП 4 поступает на третий вход БР1(2).
f0 Z3(x) a0 + a1x + a2x2 + a3x3 + a4x4,
Сигналы f0, f1, f2, f3 с первого-четвертого выходов БС10 поступают соответственно на первыйoCчетвертый выходы БФСУПП 4. Сигнал f0 Z3(x) с первого выхода БФСУПП 4 поступает на третий вход БР1(2).
Сигналы параметрических производных (по параметру X) f1, f2, f3, f4 со второго-пятого выходов БФСУПП 4 поступают на шестой-девятый входы БФСП5, на первый-пятый входы которого с первого-пятого выходов ЗПЗК6 поступают сигналы заданных постоянных величин B1, B2, B3, B4, 1.
При движении с постоянным модулем скорости V const
В БФСП 5 (см. фиг.4):
первый-четвертый входы (сигналы B1, B2, B3, B4) подключены к первому-четвертому входам БУ2(II);
пятый вход (сигнал "I") подключен к пятнадцатому входу БСР12;
шестой-девятый входы (сигналы f1, f2, f3, f4) подключены соответственно к пятому-восьмому входам БУ2(II);
десятый вход (сигнал V) подключен к первому входу БД14.
В БФСП 5 (см. фиг.4):
первый-четвертый входы (сигналы B1, B2, B3, B4) подключены к первому-четвертому входам БУ2(II);
пятый вход (сигнал "I") подключен к пятнадцатому входу БСР12;
шестой-девятый входы (сигналы f1, f2, f3, f4) подключены соответственно к пятому-восьмому входам БУ2(II);
десятый вход (сигнал V) подключен к первому входу БД14.
В БУ2(11) на элементах умножения формируется сигнал f который с первого выхода БУ2(11) поступает на первый вход БСР12, где на элементе суммирования формируется сигнал (1 + f ), который с первого выхода БСР12 поступает на третий вход БД14 и на вход БИКК13, где формируется сигнал 
поступающий на второй вход БД14, в котором в соответствии с зависимостью (1) формируется сигнал 
который с первого выхода БД14 поступает на десятый вход БУ2(11), где в соответствии с зависимостью (2) формируется сигнал 
и соответственно сигнал 
который с одиннадцатого выхода БУ2(11) поступает на одиннадцатый вход БСР12.
Сформированный в БУ2(11) сигнал 
с пятнадцатого выхода БУ2(11) поступает на шестой вход БД14, где формируется реализующий зависимость (3) сигнал 
который со второго выхода БД14 поступает на одиннадцатый вход БУ2(11), где формируется сигнал 
который с двенадцатого выхода БУ2(11) поступает на двенадцатый вход БСР12.
В БУ2(11) формируются сигналы 
, которые со второго и третьего выходов БУ2(11) поступают на второй и третий входы БСР12, где формируется сигнал 
, который со второго выхода БСР12 поступает на четвертый вход БД14, где формируется реализующий зависимость (5) сигнал 
, который с третьего выхода БД14 поступает на двенадцатый вход БУ2(11), где формируется сигнал 
, который с тринадцатого выхода БУ211 поступает на тринадцатый вход БСР12.
В БУ2(11) формируются сигналы 
, которые с четвертого и пятого выходов БУ2(11) поступают на четвертый и пятый входы БСР12, где формируется реализующий зависимость (6) сигнал 
, который с четвертого выхода БСР12 поступает на девятый вход БУ2(22), где формируются сигналы 
, которые с шестого-десятого выходов БУ2(11) поступают на шестой-десятый входы БСР12 где формируется сигнал
,
который с третьего выхода БСР12 поступает на пятый вход БД14, реализующий зависимость (7), где формируется сигнал
, который с четвертого выхода БД14 поступает на тринадцатый вход БУ2(11), где формируется сигнал 
, который с четырнадцатого выхода БУ2(11) поступает на четырнадцатый вход БСР12, где формируется прогнозирующий сигнал 
, который с пятого выхода БСР12 поступает на выход БФСП 5 и с выхода БФСП 5 сигнала Zn поступает на четвертый вход БР1(2), где формируется сигнал управления Zy Z3K1 + ZnK1 ZK1 ZpK2, подаваемый в смежную систему стабилизации с передаточной функцией
В замкнутом контуре управления будет движение
откуда следует, что при
Z Z3, т.е. действительное движение по Z полностью повторяет заданное.
который с третьего выхода БСР12 поступает на пятый вход БД14, реализующий зависимость (7), где формируется сигнал
В замкнутом контуре управления будет движение
откуда следует, что при
При расхождении коэффициентов, например, если Z(Tp+1)4= Z3(τp+1)4, где τ = T+Δ, Δ ≈ 0,1T при Z3= Asinωt будет 
, соответственно погрешность δAZ= 0,2Aω2T2, и при A 1000 м, T2ω2= 0,05 δAZ= 10 м это на порядок меньше, чем в системе-прототипе, поэтому свидетельствует о достижении технико-экономического эффекта.
Примеры технического исполнения приведены:
блоков БР, БС, БСР, БД, БУ, ЗПЗК в книге И.М. Тетельбаума, Ю.Р. Шнейдера "Практика аналогового моделирования, М. Энергоатомиздат, 1981, стр. 24,181,182,204;
блок БВС, БИКК в книге В.Б. Смолова "Функциональные преобразователи информации" Л. Энергоатомиздат, 1981, стр. 38, 54;
блока ЗПБО в книге И.Н. Белоглазова и др. "Основы навигации по геофизическим полям", М. Наука, 1985, стр. 24 29;
блока ДКС в книге М.А. Кирста "Навигационная кибернетика полета", М. Воениздат, 1971 г. стр. 23,155.
блоков БР, БС, БСР, БД, БУ, ЗПЗК в книге И.М. Тетельбаума, Ю.Р. Шнейдера "Практика аналогового моделирования, М. Энергоатомиздат, 1981, стр. 24,181,182,204;
блок БВС, БИКК в книге В.Б. Смолова "Функциональные преобразователи информации" Л. Энергоатомиздат, 1981, стр. 38, 54;
блока ЗПБО в книге И.Н. Белоглазова и др. "Основы навигации по геофизическим полям", М. Наука, 1985, стр. 24 29;
блока ДКС в книге М.А. Кирста "Навигационная кибернетика полета", М. Воениздат, 1971 г. стр. 23,155.
Claims (3)
1. Система управления боковым движением летательного аппарата, содержащая последовательно соединенные по первому и второму выходам входам датчик координат и скоростей и первый блок разности, а также задатчик параметров бокового отклонения, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены задатчик параметров замкнутого корпуса, блок формирования сигнала прогнозирования и блок формирования сигнала управления и параметрических производных, на первый пятый входы которого подключены соответственно первый пятый выходы задатчика параметров бокового отклонения, на один и другой входы которого подключены соответственно первый и третий выходы датчика координат и скоростей, причем первый пятый выходы задатчика параметров замкнутого контура подключены к первому пятому входам блока формирования сигнала прогнозирования, на третий вход первого блока разности подключен первый выход блока формирования сигнала управления и параметрических производных, второй пятый выходы которого подключены соответственно к шестому девятому входам блока формирования сигнала прогнозирования, на десятый вход которого подключен четвертый выход датчика координат и скоростей, выход блока формирования сигнала прогнозирования подключен к четвертому входу первого блока разности, а на шестой вход блока формирования сигнала управления и параметрических производных подключен третий выход датчика координат и скоростей.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок формирования сигнала управления и параметрических производных выполнен в виде второго блока разности, первого блока умножения, блока возведения в степень, блока суммирования, на первый четырнадцатый входы которого подключены соответственно первый десятый выходы блока умножения, первый и второй выходы блока формирования сигнала управления и параметрических производных, первый и второй выходы второго блока разности, на первый пятый выходы блока формирования сигнала управления и параметрических производных подключены соответственно первый четвертый выходы блока суммирования и одиннадцатый выход первого блока умножения, на первый девятый входы которого подключены первый третий выходы блока возведения в степень, шестой, первый и второй входы блока формирования сигнала управления и параметрических производных и первый третий выходы второго блока разности, на первый пятый входы которого соответственно подключены первый пятый входы блока формирования сигнала управления и параметрических производных, шестой вход которого подключен также к входу блока возведения в степень.
3. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что блок формирования сигнала прогнозирования выполнен в виде второго блока умножения, блока извлечения корня квадратного, блока суммирования и разности, на первый пятнадцатый входы которого подключены первый четырнадцатый выходы блока умножения и пятый вход блока формирования сигнала прогнозирования, на выход которого подключен пятый выход блока суммирования и разности, первый четвертый выходы которого подключены соответственно к третьему пятому входам блока деления и девятому входу блока умножения, на первый восьмой входы которого подключены соответственно первый четвертый, шестой девятый входы блока формирования сигнала прогнозирования, десятый вход которого подключен к первому входу блока деления, первый четвертый выходы которого подключены к десятому - тринадцатому входам второго блока умножения, пятнадцатый выход которого подключен к шестому входу блока деления, между вторым входом которого и первым выходом блока суммирования и разности включен блок извлечения корня квадратного.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94020215A RU2079108C1 (ru) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Система управления боковым движением летательного аппарата |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94020215A RU2079108C1 (ru) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Система управления боковым движением летательного аппарата |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94020215A RU94020215A (ru) | 1996-01-10 |
| RU2079108C1 true RU2079108C1 (ru) | 1997-05-10 |
Family
ID=20156624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94020215A RU2079108C1 (ru) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Система управления боковым движением летательного аппарата |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2079108C1 (ru) |
-
1994
- 1994-05-31 RU RU94020215A patent/RU2079108C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Михалев И.А. и др. Системы автоматического управления самолетами. - М.: Машиностроение, 1987. 2. Загайнов Г.И., Гуськов Ю.П. Управление полетом самолетов. - М.: Машиностроение, 1980. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shladover | Longitudinal control of automotive vehicles in close-formation platoons | |
| US5877723A (en) | System and method for determining an operating point | |
| Dickmanns | Vehicles capable of dynamic vision: a new breed of technical beings? | |
| Morelli | In-flight system identification | |
| Vydhyanathan et al. | The next generation Xsens motion trackers for industrial applications | |
| EP4033205A1 (en) | Systems and methods for model based vehicle navigation | |
| Sridhar et al. | Analysis of image-based navigation system for rotorcraft low-altitude flight | |
| RU2079108C1 (ru) | Система управления боковым движением летательного аппарата | |
| Sushchenko | Features of control of tracking modes | |
| Chung et al. | A note on ship-motion prediction based on wave-excitation input estimation | |
| RU2040434C1 (ru) | Система автоматического управления посадкой самолета | |
| Sachs et al. | Synthetic vision flight tests for precision approach and landing | |
| Rodriguez-Canales et al. | LPV/H∞ control of a twin hull-based unmanned surface vehicle | |
| DORR | Rotary-wing aircraft terrain-following/terrain-avoidance system development | |
| Brown et al. | An Optimum Inertial/Doppler‐Satellite Navigation System | |
| RU2096263C1 (ru) | Система управления боковым движением летательного аппарата | |
| RU2147009C1 (ru) | Система автоматического управления полетом летательного аппарата | |
| Holcombe et al. | Advances in guidance systems for industrial automated guided vehicles | |
| RU2081396C1 (ru) | Система управления высотой полета | |
| RU2146803C1 (ru) | Комплексная система навигации | |
| RU2112268C1 (ru) | Комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов | |
| Pieniążek et al. | Measurement of selected parameters of special vehicle longitudinal and lateral dynamics with GPS systems | |
| Troisi et al. | Movement and position detection processing data from an accelerometer: motion simulation of an auv with a inertial navigation system based on myrio | |
| Hammon | Effects on inertial guidance systems of random error sources | |
| Towill | Man-machine interaction in aerospace control systems |