RU2147009C1 - Система автоматического управления полетом летательного аппарата - Google Patents
Система автоматического управления полетом летательного аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2147009C1 RU2147009C1 RU99101686A RU99101686A RU2147009C1 RU 2147009 C1 RU2147009 C1 RU 2147009C1 RU 99101686 A RU99101686 A RU 99101686A RU 99101686 A RU99101686 A RU 99101686A RU 2147009 C1 RU2147009 C1 RU 2147009C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- unit
- block
- control system
- Prior art date
Links
Landscapes
- Navigation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области авиационных систем, обеспечивающих управление и наведение летательных аппаратов. Технический результат заключается в повышении точности работы системы. Система содержит блок алгебраического суммирования, контур стабилизации, блок информационных датчиков, блок формирования заданных параметров движения, формирующий заданные траектории движения и их параметрические производные, и блок формирования заданных сигналов управления, обеспечивающие в замкнутом контуре управления точное движение по заданным пространственно-временным траекториям. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области авиастроения, в частности к замкнутым контурам управления движения летательных аппаратов.
Известны системы управления боковым и продольным движением летательных аппаратов, описание которых приведены в книге [1] В.А.Боднера "Теория автоматического управления полетом", М., 1964 г., стр. 178, 194, в книге [2] И. А.Михалева и др. "Системы автоматического управления самолетом". М.: Машиностроение, 1976 г. , стр. 259, 394, в книге [3] Г.И.Загайнова, Ю.П.Гуськов "Управление полетом самолетом". М.: Машиностроение, 1980 г., стр. 161 - 172.
Наиболее близким аналогом принимается система, описанная в книге [3] на стр. 161 - 163, структурная схема которой приведена на стр. 161 (рис. 6.2.1. б). Эта система содержит блок алгебраического суммирования БАС, контур стабилизации КС, блок информационных датчиков БИД. При заданном сигнале отклонения x3, в БАС на вход которого поступает сигнал текущей координаты x=x(t) с первого выхода БИД, формируется сигнал (x3-x), который с выхода БАС поступает на вход КС, имеющего передаточную функцию ([3], стр. 162, зависимость (6.2.2) при постоянных времени T1, T2, T3, T4:
(x3-x)(T4 4p4+T3 3 p3+T2 2p2+T1p)-1=x,
здесь p-оператор дифференцирования, координата x=x(t) измеряется БИД.
(x3-x)(T4 4p4+T3 3 p3+T2 2p2+T1p)-1=x,
здесь p-оператор дифференцирования, координата x=x(t) измеряется БИД.
В замкнутом контуре
или
тогда при x3=const и параметрах Ti i, обеспечивающих устойчивость и качество управления, x--->x3, однако, при изменяющемся во времени x3(t), например x3= A0+A1•t, имеет место погрешность управления δx _→ A1•T1, что при A1=50 м/с, T1= с составляет δx = 25 м.
Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого технического решения, является повышение точности работы системы.
или
тогда при x3=const и параметрах Ti i, обеспечивающих устойчивость и качество управления, x--->x3, однако, при изменяющемся во времени x3(t), например x3= A0+A1•t, имеет место погрешность управления δx _→ A1•T1, что при A1=50 м/с, T1= с составляет δx = 25 м.
Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого технического решения, является повышение точности работы системы.
Обеспечивается технический результат тем, что в систему автоматического управления полетом летательного аппарата, содержащую последовательно соединенные блок алгебраического суммирования и контур стабилизации, а также блок информационных датчиков, первый выход которого подключен к первому входу блока алгебраического суммирования, причем на третий вход контура стабилизации подключен пятый выход блока информационных датчиков, дополнительно введены последовательно соединенные по первому,...,n-ому входам-выходам, блок формирования заданного сигнала управления и блок формирования заданных параметров движения, на третий вход которого подключен шестой выход блока информационных датчиков, седьмой выход которого подключен к (n+1)-ному входу блока формирования заданного сигнала управления, выход которого подключен к пятому входу блока алгебраического суммирования.
На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы, где:
1 - блок алгебраического суммирования БАС,
2 - контур стабилизации КС,
3 - блок информационных датчиков БИД,
4 - блок формирования заданного сигнала управления БФЗСУ,
5 - блок формирования заданных параметров движения БФЗПД.
1 - блок алгебраического суммирования БАС,
2 - контур стабилизации КС,
3 - блок информационных датчиков БИД,
4 - блок формирования заданного сигнала управления БФЗСУ,
5 - блок формирования заданных параметров движения БФЗПД.
Пунктирной линией обозначена естественная связь КС 2 с БИД 3.
Система работает следующим образом.
БИД 3 (см. , например, [4] И.И.Помыкаев и др. "Навигационные приборы и устройства", М. : Машиностроение, 1983 г. , стр. 403) измеряет параметры движения летательного аппарата:
- сигнал текущей координаты во времени t x=x(t), который с первого выхода БИД 3 поступает на первый вход БАС 1;
- параметры стабилизации (углы и угловые скорости), которые с пятого выхода (например, в последовательном коде) БИД 3 поступают на третий вход КС 2;
- сигнал продольной координаты y=y(t), который с шестого выхода БИД 3 поступает на третий вход БФЗПД 5,
- сигнал продольной скорости движения
который с седьмого выхода БИД 3 поступает на (n+1)-ный вход БФЗСУ 4.
- сигнал текущей координаты во времени t x=x(t), который с первого выхода БИД 3 поступает на первый вход БАС 1;
- параметры стабилизации (углы и угловые скорости), которые с пятого выхода (например, в последовательном коде) БИД 3 поступают на третий вход КС 2;
- сигнал продольной координаты y=y(t), который с шестого выхода БИД 3 поступает на третий вход БФЗПД 5,
- сигнал продольной скорости движения
БФЗПД 5 по техническому исполнению является арифметическим устройством ([5] , Л.Н.Преснухин, П.В.Нестеров "Цифровые вычислительные машины", М.: Высшая школа, 1981 г., стр. 16, 17), выполняющим операции запоминания, суммирования, вычитания, умножения, деления.
В оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) БФЗПД 5 заполнены координаты опорных точек заданной траектории x1, y1, x2, y2,...,xк, yк.
Затем в БФЗПД 5 при представлении заданной траектории в виде степенного ряда x3(y)=a0+a1y+...+amym=f1
- посредством вычислительной процедуры интерполяции (см., например, [6] И. Н. Бронштейн, К.А. Семендяев "Справочник по математике", М.: Наука, 1986 г. , стр. 502 - 504) на операциях разности, умножения, деления, суммирования формируются коэффициенты интерполяционного многочлена степени m≤(K+I):
a0(x1,y1,...,xк,yк), a1(x1,y1,...,xк,yк),...,
am=(x1,y1,...,xк,yк)
- посредством операций умножения (возведения в степень) и сложения формируется степенной интерполяционный многочлен f1 координат заданной траектории и ее параметрические производные f2,...,f(m+1):
f1=a0+a1y+a2y2+...+ amym,
Параметры f1, ...,fn)n≤m+1) с первого,..., n-20 выходов БФЗПД 5, например, в последовательном коде выдаются потребителям (например, в систему индикации) и поступают на первый, ..., n-ый входы БФЗСУ 4, на (n+1)-ный вход которого поступает сигнал продольной скорости движения
с седьмого выхода БИД 3.
- посредством вычислительной процедуры интерполяции (см., например, [6] И. Н. Бронштейн, К.А. Семендяев "Справочник по математике", М.: Наука, 1986 г. , стр. 502 - 504) на операциях разности, умножения, деления, суммирования формируются коэффициенты интерполяционного многочлена степени m≤(K+I):
a0(x1,y1,...,xк,yк), a1(x1,y1,...,xк,yк),...,
am=(x1,y1,...,xк,yк)
- посредством операций умножения (возведения в степень) и сложения формируется степенной интерполяционный многочлен f1 координат заданной траектории и ее параметрические производные f2,...,f(m+1):
f1=a0+a1y+a2y2+...+ amym,
Параметры f1, ...,fn)n≤m+1) с первого,..., n-20 выходов БФЗПД 5, например, в последовательном коде выдаются потребителям (например, в систему индикации) и поступают на первый, ..., n-ый входы БФЗСУ 4, на (n+1)-ный вход которого поступает сигнал продольной скорости движения
Производные интерполяционного многочлена "f1" по времени имеют вид:
так как вторая и высшие производные f1 по времени рассчитываются на каждом расчетном шаге с
то 
тогда
В БФЗСУ 4 по техническому исполнению, являющемуся арифметическим устройством (см. [5] , стр. 16, стр. 315 - 320), на операциях умножения (возведение в степень) и сложения при (n-1)=i и постоянных известных коэффициентах C1,...,Ci формируется сигнал заданного управления
который с выхода БФЗСУ 4 поступает на пятый вход БАС 1, в котором формируется сигнал (x3y-x), поступающий на первый вход КС 2, являющегося контуром стабилизации летательного аппарата, застабилизированного по углам и угловым скоростям, поступающим на третий вход КС 2 с пятого выхода БИД 3. КС 2 имеет передаточную функцию ([3], стр. 162, зависимость (6.2.2))
(x3y-x)=x(T1p+T2 2p2+ T3 3p3+T4 4p4),
соответственно в замкнутом контуре при i=4
т. е. текущие координаты отслеживают заданные без погрешностей, присущих наиболее близкому аналогу, что свидетельствует о достижении технического результата.
так как вторая и высшие производные f1 по времени рассчитываются на каждом расчетном шаге с
В БФЗСУ 4 по техническому исполнению, являющемуся арифметическим устройством (см. [5] , стр. 16, стр. 315 - 320), на операциях умножения (возведение в степень) и сложения при (n-1)=i и постоянных известных коэффициентах C1,...,Ci формируется сигнал заданного управления
который с выхода БФЗСУ 4 поступает на пятый вход БАС 1, в котором формируется сигнал (x3y-x), поступающий на первый вход КС 2, являющегося контуром стабилизации летательного аппарата, застабилизированного по углам и угловым скоростям, поступающим на третий вход КС 2 с пятого выхода БИД 3. КС 2 имеет передаточную функцию ([3], стр. 162, зависимость (6.2.2))
(x3y-x)=x(T1p+T2 2p2+ T3 3p3+T4 4p4),
соответственно в замкнутом контуре при i=4
т. е. текущие координаты отслеживают заданные без погрешностей, присущих наиболее близкому аналогу, что свидетельствует о достижении технического результата.
Claims (1)
- Система автоматического управления полетом летательного аппарата, содержащая последовательно соединенные блок алгебраического суммирования и контур стабилизации, а также блок информационных датчиков, первый выход которого подключен соответственно к первому входу блока алгебраического суммирования, причем на третий вход контура стабилизации подключен пятый выход блока информационных датчиков, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены последовательно соединенные по первому, ..., n-му входам - выходам блок формирования заданного сигнала управления и блок формирования заданных параметров движения, на третий вход которого подключен шестой выход блока информационных датчиков, седьмой выход которого подключен к (n+1)-му входу блока формирования заданного сигнала управления, выход которого подключен к пятому входу блока алгебраического суммирования.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99101686A RU2147009C1 (ru) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | Система автоматического управления полетом летательного аппарата |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99101686A RU2147009C1 (ru) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | Система автоматического управления полетом летательного аппарата |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2147009C1 true RU2147009C1 (ru) | 2000-03-27 |
Family
ID=20215228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99101686A RU2147009C1 (ru) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | Система автоматического управления полетом летательного аппарата |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2147009C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2632559C2 (ru) * | 2016-03-03 | 2017-10-05 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Устройство для управления летательным аппаратом с возможностью определения местоположения при возникновении нештатной (аварийной) ситуации |
-
1999
- 1999-01-20 RU RU99101686A patent/RU2147009C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Загайнов Г.И. и др. Управление полетом самолетов. - М.: Машиностроение, 1980, с. 161-172. * |
| Михалев И.А. и др. Системы автоматического управления самолетов. - М.: Машиностроение, 1976, с.394. Болднер В.А.Теория автоматического управления полетом. - М.: Наука, 1964, с.194. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2632559C2 (ru) * | 2016-03-03 | 2017-10-05 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Устройство для управления летательным аппаратом с возможностью определения местоположения при возникновении нештатной (аварийной) ситуации |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1585939B1 (en) | Attitude change kalman filter measurement apparatus and method | |
| EP2555017B1 (en) | Vehicle navigation on the basis of satellite positioning data and vehicle sensor data | |
| US8886366B2 (en) | Device and method to estimate the state of a moving vehicle | |
| EP3719447A1 (en) | Deep neural network-based inertial measurement unit (imu) sensor compensation method | |
| RU2147009C1 (ru) | Система автоматического управления полетом летательного аппарата | |
| RU2265190C1 (ru) | Комплексная навигационная система | |
| US3794271A (en) | Self-organizing control system | |
| Algrain et al. | Interlaced Kalman filtering of 3D angular motion based on Euler's nonlinear equations | |
| RU2505785C1 (ru) | Способ определения параметров модели погрешностей измерений акселерометров ведомой инерциальной навигационной системы по измерениям эталонной инерциальной навигационной системы | |
| RU2146803C1 (ru) | Комплексная система навигации | |
| RU2154810C2 (ru) | Бесплатформенная система ориентации | |
| RU2178147C1 (ru) | Комплексная навигационная система | |
| RU2168703C1 (ru) | Система навигации | |
| RU2079108C1 (ru) | Система управления боковым движением летательного аппарата | |
| RU2249791C2 (ru) | Бесплатформенная инерциальная курсовертикаль | |
| EP0121992A2 (en) | Optimal covariance filtering | |
| US20220276054A1 (en) | Estimation device, estimation method, program product for estimation | |
| RU2221726C1 (ru) | Способ прогнозирования фазового состояния судна | |
| RU2545490C1 (ru) | Комплексная аппаратура счисления координат | |
| RU2184348C2 (ru) | Аппаратура счисления координат по двум составляющим скорости | |
| RU2439498C1 (ru) | Комплексная инерциально-спутниковая навигационная система | |
| RU2236080C2 (ru) | Способ определения фазовой связи каналов и блок для его реализации (варианты), двумерный способ управления и двумерная система для его реализации | |
| RU2294527C1 (ru) | Комплексная спутниковая навигационная аппаратура | |
| RU2020111C1 (ru) | Устройство определения углового положения летательного аппарата по магнитному полю земли | |
| Higgins Jr et al. | Satellite selection for the global positioning system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180121 |