RU2144888C1 - Система управления катапультируемым креслом спасения экипажа - Google Patents
Система управления катапультируемым креслом спасения экипажа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2144888C1 RU2144888C1 RU98123426A RU98123426A RU2144888C1 RU 2144888 C1 RU2144888 C1 RU 2144888C1 RU 98123426 A RU98123426 A RU 98123426A RU 98123426 A RU98123426 A RU 98123426A RU 2144888 C1 RU2144888 C1 RU 2144888C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- rescue
- control system
- crew
- ejection
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к оборудованию катапультируемых средств спасения экипажа. Система содержит последовательно соединенные блок датчиков параметров состояния, блок разности, контур стабилизации катапультируемого кресла и блок формирования заданной траектории. Для обеспечения оптимального качества управления и точного отслеживания заданных пространственно-временных траекторий в систему дополнительно введены корректирующий фильтр системы и блок формирования комплексного сигнала управления. Предложенное техническое решение повышает безопасность спасения членов экипажа. Особенно оно эффективно в опасных режимах катапультирования. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области применения авиационных катапультируемых кресел особенно в опасных режимах полета.
Известны системы управления катапультируемыми креслами, описания которых приведены в сборнике [1] "Новости зарубежной науки и техники", серия "Авиационная и ракетная техника", ЦАГИ, N 20, 1986 г., стр. 3-21; [2] патент США НКИ N 224/122 AE, (N 877200, МПК B 64 D 25/10).
В качестве прототипа выбирается "Адаптивная система управления для аварийных устройств спасения экипажа", заявленная в вышеупомянутом патенте, структурно содержащая (см. фиг. 1) блок формирования заданной траектории (БФЗТ), блок разности (БР), контур стабилизации катапультируемого кресла (КСКК), блок датчиков параметров состояния (БДПС). По поступившим с выхода БДПС на вход БФЗТ данных о начальных условиях катапультирования, с учетом допустимых ограничений по перегрузкам, опасного сближения с землей, наискорейшего ухода из-под самолета при полете в перевернутом состоянии, в БФЗТ формируется сигнал заданной траектории движения по координатам во времени X3(t), поступающий на второй вход БР, на первый вход которого с выхода БДПС поступают сигналы параметров состояния В БР формируется сигнал отклонения (здесь T1, T2 - постоянные времени), поступающий на второй вход КСКК, на первый вход которого поступают стабилизирующие сигналы (углы и угловые скорости эволюций кресла). КСКК с учетом стабилизирующих сигналов имеет по выходу X, например, передаточную функцию (здесь r1, r2, r0 - степенные полиномы оператора дифференцирования P), тогда δ = roxp2 и, например, при
ro= τ +T p+T p4,
x[1+T1p+(T +τ )p2+T p3+T p4] = xR = x3(t),
откуда следует, что невозможно обеспечить оптимальное качество управления выбором двух параметров (T1, T2) из четырех (обеспечивается субоптимальное управление) и X3(t) отрабатывается с погрешностью существенно искажающей заданную траекторию движения, что является недостатком прототипа, так как эти отклонения могут привести к опасному сближению с землей или к столкновению с самолетом.
ro= τ
x[1+T1p+(T
откуда следует, что невозможно обеспечить оптимальное качество управления выбором двух параметров (T1, T2) из четырех (обеспечивается субоптимальное управление) и X3(t) отрабатывается с погрешностью существенно искажающей заданную траекторию движения, что является недостатком прототипа, так как эти отклонения могут привести к опасному сближению с землей или к столкновению с самолетом.
Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого технического решения, является обеспечение оптимального качества управления и повышение точности выдерживания заданной траектории движения и, как следствие этого, повышение безопасности спасения членов экипажа.
Достигается технический результат тем, что в систему управления катапультируемым креслом спасения экипажа, содержащую блок формирования заданной траектории, блок разности и контур стабилизации катапультируемого кресла, а также блок датчиков параметров состояния, выход которого подключен ко входу блока формирования заданной траектории и к первым входа блока разности и контура стабилизации катапультируемого кресла дополнительно введены, включенный между выходом блока формирования заданной траектории и вторым входом блока разности, блок формирования комплексного сигнала управления, и, включенный между выходом блока разности и вторым входом контура стабилизации катапультируемого кресла, корректирующий фильтр системы.
На фиг. 1 представлена блок-схема прототипа, обозначения блоков на которой приведены выше.
На фиг. 2 представлена блок-схема предлагаемой системы, содержащей:
1 - блок формирования заданной траектории БФЗТ;
2 - блок формирования комплексного сигнала управления БФКСУ;
3 - блок разности БР;
4 - блок датчиков параметров состояния БДПС;
5 - контур стабилизации катапультируемого кресла КСКК;
6 - корректирующий фильтр системы КФС.
1 - блок формирования заданной траектории БФЗТ;
2 - блок формирования комплексного сигнала управления БФКСУ;
3 - блок разности БР;
4 - блок датчиков параметров состояния БДПС;
5 - контур стабилизации катапультируемого кресла КСКК;
6 - корректирующий фильтр системы КФС.
Система работает следующим образом.
БДПС4 (до катапультирования это могут быть бортовые датчики) измеряет параметры состояния, например, координаты, скорости и ускорения движения по трем осям, углы и угловые скорости эволюций, данные параметры с выхода БДПС4 поступают на вход БФЗТ1, на первые входы КСКК5 и БРЗ, на второй вход которого с выхода БФКСУ2 поступает заданный комплексный сигнал управления XЗУ(t), в БРЗ формируется разностный сигнал δ = (XЗУ - X•r), где X•r - сигнал поступивший на первый вход БРЗ, например,
где T1, T2 - постоянные времени.
где T1, T2 - постоянные времени.
КФС6 реализован, например, на линейном фильтре с передаточной функцией
где Q1, Q2 - степенные полиномы оператора дифференцирования P.
где Q1, Q2 - степенные полиномы оператора дифференцирования P.
Пример технической реализации приведен в книге [3] И.М.Тетельбаума, Ю.Р. Шнейдера "400 схем для АВМ", Москва, Энергия, 1978 г., стр. 10.
В КФС6 формируется сигнал управления поступающий на второй вход КСК, являющегося застабилизированным по углам и угловым скоростям эволюций катапультным креслом с двигательной установкой (см. [2]), развивающим ускорение движения в соответствии с входным сигналом (здесь R1, R2 - степенные полиномы оператора P, при этом степень R1, меньше степени R2), тогда
При выборе физически реализуемых где R0 - полином степени (n - 2), равной разности степеней полиномов R2 и R1, Ro= τ +T p+...+T pn-2, при этом коэффициенты (постоянные времени) τ2, T3,...,Tn являются выбираемыми, тогда
x(p2R0 + r) = xR = xЗУ,
R = 1+T1p+(τ +T )p2+T p3+...+T pn
где все параметры T1, T2, τ2 , T3, ..., T являются изменяемыми, поэтому их выбором (см. [4] книгу Н.Т.Кузовкова "Модальное управление и наблюдающие устройства", Москва, Машиностроение, 1976 г.) обеспечивается, в отличие от прототипа, оптимальное количество управления.
При выборе физически реализуемых где R0 - полином степени (n - 2), равной разности степеней полиномов R2 и R1, Ro= τ
x(p2R0 + r) = xR = xЗУ,
R = 1+T1p+(τ
где все параметры T1, T2, τ2 , T3, ..., T являются изменяемыми, поэтому их выбором (см. [4] книгу Н.Т.Кузовкова "Модальное управление и наблюдающие устройства", Москва, Машиностроение, 1976 г.) обеспечивается, в отличие от прототипа, оптимальное количество управления.
В БФЗТ1 в соответствии с начальными параметрами состояния формируется заданная траектория координат движения во времени:
x3(t) = a0 + a1t + ... + aktk,
(здесь a0, ..., ak - постоянные коэффициенты) и все производные, включая n-ую при K > n
= a1 + 2a2t + ... + ak • k • tk-1,
= 2a2 + 6a3t + ... + ak (k-1) • ktk-2,
= an • n! + ... + ak • k(k-1) ... (k-n+1)tk-n,
которые с выхода БФЗТ1 поступают на вход БФКСУ2, являющегося арифметическим устройством (см. книгу [5] Преснухина Л.Н. Нестерова П.В. "Цифровые вычислительные машины", Москва, Высшая школа, 1981 г., стр. 327), выполняющим операции перемножения поступивших сигналов на коэффициенты
b0,...,bn x3(t) • b0,
и суммирование
тогда xR = x3R3 и, соответственно, при b0 = 1, b1 = T1, b2= τ +T , b3 = T3 3,...,bn = Tn n, R = R3, x(t) = x3(t)
т. е. в отличие от прототипа траектория движения по координатам точно приходит по заданной траектории, что свидетельствует о достижении технического результата.
x3(t) = a0 + a1t + ... + aktk,
(здесь a0, ..., ak - постоянные коэффициенты) и все производные, включая n-ую при K > n
= a1 + 2a2t + ... + ak • k • tk-1,
= 2a2 + 6a3t + ... + ak (k-1) • ktk-2,
= an • n! + ... + ak • k(k-1) ... (k-n+1)tk-n,
которые с выхода БФЗТ1 поступают на вход БФКСУ2, являющегося арифметическим устройством (см. книгу [5] Преснухина Л.Н. Нестерова П.В. "Цифровые вычислительные машины", Москва, Высшая школа, 1981 г., стр. 327), выполняющим операции перемножения поступивших сигналов на коэффициенты
b0,...,bn x3(t) • b0,
и суммирование
тогда xR = x3R3 и, соответственно, при b0 = 1, b1 = T1, b2= τ
т. е. в отличие от прототипа траектория движения по координатам точно приходит по заданной траектории, что свидетельствует о достижении технического результата.
Claims (1)
- Система управления катапультируемым креслом спасения экипажа, содержащая последовательно соединенные блок датчиков параметров состояния и блок формирования заданной траектории, блок разности и контур стабилизации катапультируемого кресла, первые входы которых подключены к выходу блока датчиков параметров состояния, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены включенный между выходом блока формирования заданной траектории и вторым входом блока разности блок формирования комплексного сигнала управления и включенный между выходом блока разности и вторым входом контура стабилизации катапультируемого кресла корректирующий фильтр.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98123426A RU2144888C1 (ru) | 1998-12-23 | 1998-12-23 | Система управления катапультируемым креслом спасения экипажа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98123426A RU2144888C1 (ru) | 1998-12-23 | 1998-12-23 | Система управления катапультируемым креслом спасения экипажа |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2144888C1 true RU2144888C1 (ru) | 2000-01-27 |
Family
ID=20213869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98123426A RU2144888C1 (ru) | 1998-12-23 | 1998-12-23 | Система управления катапультируемым креслом спасения экипажа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2144888C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2669720C1 (ru) * | 2017-12-25 | 2018-10-15 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Субмикрон" | Электронное устройство катапультного кресла для самолета |
-
1998
- 1998-12-23 RU RU98123426A patent/RU2144888C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2669720C1 (ru) * | 2017-12-25 | 2018-10-15 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Субмикрон" | Электронное устройство катапультного кресла для самолета |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cowling et al. | A prototype of an autonomous controller for a quadrotor UAV | |
Bittar et al. | Guidance software-in-the-loop simulation using x-plane and simulink for uavs | |
Christiansen | Design of an autopilot for small unmanned aerial vehicles | |
Yang et al. | Self-tuning PID control design for quadrotor UAV based on adaptive pole placement control | |
CN102495634A (zh) | 无人机的控制方法和装置及无人机的操作装置 | |
Nakai et al. | Vector fields for UAV guidance using potential function method for formation flight | |
Speyer et al. | Passive homing missile guidance law based on new target maneuver models | |
RU2144888C1 (ru) | Система управления катапультируемым креслом спасения экипажа | |
Mathisen et al. | Approach methods for autonomous precision aerial drop from a small unmanned aerial vehicle | |
CN109286388A (zh) | 脉冲信号的滤波方法及装置、无人机 | |
Kugelberg | Black-box modeling and attitude control of a quadcopter | |
Bodó et al. | Integrating backstepping control of outdoor quadrotor uavs | |
RU2387578C1 (ru) | Система автоматического управления полетом высокоманевренного самолета | |
Papastratis et al. | Indoor navigation of quadrotors via ultra-wideband wireless technology | |
Petersen et al. | Network-Lyapunov technique for spacecraft formation control | |
US6477450B2 (en) | Noise screen for attitude control system | |
Busarakum et al. | The design of sliding mode control of a hexarotor | |
Ma et al. | Forward flight attitude control of unmanned small-scaled gyroplane based on μ-synthesis | |
Dittrich et al. | Intelligent systems research using a small autonomous rotorcraft testbed | |
Grankvist | Autopilot design and path planning for a uav | |
Howell et al. | Design and control of formations near the libration points of the sun-earth/moon ephemeris system | |
RU33553U1 (ru) | Система автоматического управления креном летательного аппарата | |
Gücker et al. | Accurate tracking of highly dynamic airplane trajectories using incremental nonlinear dynamic inversion | |
MaSłowskI | Longitudinal Motion control for flare phase of landing | |
Vathsal | Design and simulation of closed-loop ground alignment of inertial platforms with sway motion |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171224 |