RU2312793C1 - Aircraft flight automatic control system - Google Patents
Aircraft flight automatic control system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2312793C1 RU2312793C1 RU2006111858/11A RU2006111858A RU2312793C1 RU 2312793 C1 RU2312793 C1 RU 2312793C1 RU 2006111858/11 A RU2006111858/11 A RU 2006111858/11A RU 2006111858 A RU2006111858 A RU 2006111858A RU 2312793 C1 RU2312793 C1 RU 2312793C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control
- control system
- steering
- parameters
- signals
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
Заявляемое изобретение относится к авиационному пилотажному оборудованию с процессорными управляющими комплектами и предназначено для использования при автоматическом управлении самолетом.The claimed invention relates to aerobatic flight equipment with processor control kits and is intended for use in automatic control of an airplane.
Известны системы управления полетом, например системы для гражданских самолетов семейства Airbus, в частности Airbus 330. Данная система выполнена с вычислительной частью, в состав которой входят процессоры, включенные в структуру комбинированного информационного обмена с цифровыми шинами данных ARINC 429. Цифровая шина данных ARINC 429 является централизованной многоприемной однонаправленной шиной передачи данных и определяет стандарт обмена цифровыми данными между системами БРЭО. В известной системе для ввода команд по тангажу и крену используются боковые ручки управления, расположенные на боковых консолях, управление по курсу осуществляется с помощью педалей руля направления [FLIGHT CONTROL SYSTEMS practikal issues in design and implementation, Edited by Roger W.Pratt, IEE Control enginnttring series 57, 2000, p.34-39].Flight control systems are known, for example, systems for civil aircraft of the Airbus family, in particular Airbus 330. This system is designed with a computing part, which includes processors included in the structure of combined information exchange with digital data buses ARINC 429. The digital data bus ARINC 429 is a centralized multi-reception unidirectional data bus and defines a standard for digital data exchange between avionics systems. In the known system for inputting pitch and roll commands, side control knobs located on the side consoles are used, course control is carried out using the rudder pedals [FLIGHT CONTROL SYSTEMS practikal issues in design and implementation, Edited by Roger W. Pratt, IEE Control enginnttring series 57, 2000, p. 34-39].
Известны также и другие системы управления (WO 01/93039 A1, G 06 F 11/16, 06.12.2001; RU 2235042 С1, В64С 13/00, G06F 13/00, 12.11.2003; RU 2235043 C1, B64C 13/00, G06F 13/00, 12.11.2003), ближайшей из которых по технической сущности к заявляемой является система управления самолетом, описанная в патенте RU 2235043, одной из функций которой является автоматическое управление полетом.Other control systems are also known (WO 01/93039 A1, G 06 F 11/16, 12/06/2001; RU 2235042 C1,
Известная система автоматического управления содержит резервированный цифровой вычислитель, рулевые приводы, систему командного управления тягой двигателей, пульт управления, рукоятку управления, индикатор усилий и устройство контроля работы системы. Система автоматического управления сопряжена с системами курсовертикали, воздушных сигналов, навигации и посадки, радиовысотомером, электронной системой управления двигателями, электромеханизмами триммирования и системой аварийной сигнализации.The known automatic control system contains a redundant digital computer, steering gears, a command system for controlling engine thrust, a control panel, a control handle, a force indicator and a system operation monitoring device. The automatic control system is interfaced with vertical directional systems, air signals, navigation and landing, a radio altimeter, an electronic engine control system, trim mechanisms and an alarm system.
Устройство управления приводами системы содержит набор усилителей мощности, включенных с возможностью усиления входных сигналов и выдачи тока управления в обмотки управления электрогидроусилителей приводов, а также усилители для приема и замыкания внутренних контуров рулевых приводов.The device drive control system contains a set of power amplifiers, included with the possibility of amplifying the input signals and issuing control current to the control windings of the electric actuators, as well as amplifiers for receiving and closing the internal contours of the steering drives.
Устройство контроля системы выполнено с возможностью поиска отказавшей съемной единицы, тест-контроля, выполнения регулировок и направления параметров на внешние цифровые индикаторы.The system control device is configured to search for a failed removable unit, test control, make adjustments and direct parameters to external digital indicators.
Известное устройство для автоматического триммирования работает по сигналу выходного усилителя рулевой машины и включает электромеханизм триммирования при превышении порогового значения этого сигнала в течение определенного отрезка времени (RU 1548983 A1, B64C 13/00, 19.11.1987).The known device for automatic trimming operates on the signal of the output amplifier of the steering machine and includes an electromechanism for trimming when the threshold value of this signal is exceeded for a certain period of time (RU 1548983 A1,
Данная система автоматического управления характеризуется расширенными функциональными возможностями и обеспечивает стабилизацию углового положения, высоты, приборной скорости, управление высотой и курсом, заход на посадку, а также командное управление тягой двигателей посредством рекомендации через АРО и систему индикации требуемого режима работы двигателей.This automatic control system is characterized by advanced functionality and provides stabilization of the angular position, altitude, instrument speed, altitude and course control, approach, as well as command control of engine thrust through recommendations through the ARO and an indication system of the required engine operation mode.
Однако данная система, так же как и бортовая система регистрации полетных данных (RU 2101755 C1, G06F 7/00, 04.02.1992), не предусматривает отображения числовых значений параметров, в частности, в условиях предполетной проверки, что не соответствует оперативной диагностике состояния системы автоматического управления.However, this system, as well as the on-board flight data recording system (RU 2101755 C1, G06F 7/00, 02/04/1992), does not provide for the display of numerical values of parameters, in particular, in the conditions of pre-flight verification, which does not correspond to the on-line diagnostics of the system status automatic control.
Задачей изобретения является устранение указанного недостатка и обеспечение оперативной диагностики, а также упрощение эксплуатации, повышение точности и надежности системы автоматического управления.The objective of the invention is to eliminate this drawback and provide operational diagnostics, as well as simplifying operation, improving the accuracy and reliability of the automatic control system.
Для решения поставленной задачи предлагается система автоматического управления, содержащая дублированный цифровой вычислитель, рулевые машины, включенные параллельно в систему ручного управления рулем высоты, элеронами и рулем направления, исполнительный механизм автомата тяги, включенный параллельно в систему ручного управления левого и правого двигателя, пульт управления, рукоятку управления и индикатор усилий, сопряженная с информационными системами, в качестве которых используются курсовертикаль, радиовысотомер, системы воздушных сигналов, навигации и посадки, с электронной системой управления двигателями, электромеханизмами триммирования и системой аварийной сигнализации.To solve this problem, an automatic control system is proposed, which contains a duplicated digital computer, steering machines, connected in parallel to the manual control system for elevators, ailerons and rudders, an actuator for automatic traction, connected in parallel to the manual control system for the left and right engines, a control panel, control handle and force indicator, coupled with information systems, which are used for vertical direction, radio altimeter, air systems ear signals, navigation and landing, with an electronic engine management system, trim mechanisms and an alarm system.
Решение поставленной задачи обеспечивается следующими частными существенными признаками изобретения.The solution to this problem is provided by the following private essential features of the invention.
Каждый из каналов дублированного цифрового вычислителя системы функционально состоит из приемного устройства сигналов информационных систем, преобразующего устройства входной информации, вычислительного устройства управляющих сигналов, включающего в себя устройство наземных проверок и контроля, устройство автотриммера и устройство сервопривода, преобразующего устройства вычисленных управляющих сигналов для передачи их в сопрягаемые с вычислителем рулевые машины, исполнительный механизм автомата тяги и электромеханизм триммирования.Each of the channels of the duplicated digital computer of the system functionally consists of a receiver of signals of information systems, a converting device of input information, a computing device of control signals, including a device for ground checks and control, a device for the auto-trimmer and a device for converting the device of the calculated control signals to transmit them to steering machines interfaced with the calculator, the actuator of the traction machine and the trimmer electromechanism vania.
Устройство наземных проверок и контроля выполнено с возможностью определения места отказа с точностью до сменного блока, тест-контроля и дополнительной возможностью при наземном контроле индикации на пульте числовых значений выбранного параметра из общего перечня параметров сопрягаемых систем и собственных параметров системы автоматического управления.The device of ground checks and control is made with the possibility of determining the place of failure accurate to a removable unit, test control and an additional possibility for ground control of displaying on the panel the numerical values of the selected parameter from the general list of parameters of interfaced systems and own parameters of the automatic control system.
Устройство автоматического триммирования, содержащее рулевую машину, подключенную к индикатору усилий и вычислителю, выход которого подключен к электромеханизму триммирования и к системе аварийной сигнализации, выполнено с возможностью вычисления по величине тока в управляющей обмотке электродвигателя рулевой машины управляющих сигналов для электромеханизма триммирования, сигнала для индикации усилий, преодолеваемых рулевой машиной, и предупредительного сигнала для системы аварийной сигнализации.An automatic trim device comprising a steering machine connected to a force indicator and a calculator, the output of which is connected to a trim mechanism and an alarm system, is configured to calculate, by the magnitude of the current in the control winding of the steering machine electric motor, the control signals for the trim mechanism, a signal for indicating forces overcome by the steering machine, and a warning signal for the alarm system.
Устройство сервопривода выполнено с цифровым управлением и функционально включает в себя дублированный цифровой вычислитель и рулевую машину, вход которой связан с выходами вычислителя через логическое устройство, реализующее зависимость вычисленного управляющего сигнала для двигателя рулевой машины от разовых сигналов включения одновременно двух или одного канала вычислителя при отключении или отказе одного из каналов, а выход рулевой машины связан с входами вычислителей посредством цепей обратной связи.The servo device is digitally controlled and functionally includes a duplicated digital computer and a steering machine, the input of which is connected to the outputs of the computer through a logic device that implements the dependence of the calculated control signal for the engine of the steering machine on one-time signals of turning on simultaneously two or one channel of the computer when disconnecting or the failure of one of the channels, and the output of the steering machine is connected to the inputs of the computers through feedback circuits.
Устройство автомата тяги заявляемой системы автоматического управления выполнено с дублированными каналами исполнительного механизма с возможностью замещения отказавшего канала другим, полностью подготовленным к работе, с сохранением характеристик и параметров управления исполнительного механизма автомата тяги до и после замещения его каналов при работе от двух или от одного из двух каналов дублированного вычислителя.The device of the traction machine of the inventive automatic control system is made with duplicated channels of the actuator with the ability to replace the failed channel with another fully prepared for operation, while maintaining the characteristics and control parameters of the actuator of the traction machine before and after replacing its channels when operating from two or from one of two channels of the duplicated computer.
Для удобства управления при автоматическом управлении углами крена, тангажа и курса рукоятка управления выполнена в виде раздельных поворотных устройств крена и курса, имеющих общую ось вращения, с обеспечением управления по тангажу наклоном поворотных устройств в плоскости, параллельной плоскости симметрии самолета.For ease of control during automatic control of the roll, pitch and heading angles, the control handle is made in the form of separate rotary roll and heading devices having a common axis of rotation, providing pitch control by tilting the rotary devices in a plane parallel to the plane of symmetry of the aircraft.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена структурная схема системы автоматического управления, на фиг.2 - функциональная схема цифрового дублированного вычислителя, на фиг.3 - блок-схема устройства автоматического триммирования, на фиг.4 - блок-схема устройства сервопривода, на фиг.5 - функциональная схема цифрового управления рулевой машиной сервопривода, на фиг.6 - блок-схема автомата тяги, на фиг.7 - конструктивная схема рукоятки управления.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 is a structural diagram of an automatic control system, Fig. 2 is a functional diagram of a digital duplicated computer, Fig. 3 is a block diagram of an automatic trimmer device, and Fig. 4 is a block diagram of a servo device , Fig.5 is a functional diagram of a digital control of the steering servo machine, Fig.6 is a block diagram of a traction machine, Fig.7 is a structural diagram of a control handle.
Система автоматического управления (фиг.1) содержит дублированный цифровой вычислитель 1, рулевые машины 2, управляющие угловым положением руля высоты, руля направления и элеронов, дублированный исполнительный механизм 3 автомата тяги, управляющий угловым положением рукояток управления правого и левого двигателей (РУД), пульт 4 для включения различных режимов автоматического управления, рукоятку 5 управления для автоматического управления угловым положением самолета и индикатор 6 усилий, информирующий пилотов о величине и направлении усилия, преодолеваемого рулевой машиной 2.The automatic control system (Fig. 1) contains a duplicated
Система автоматического управления сопряжена с дублированными информационными системами 7 комплекта БРЭО (системы курсовертикали, воздушных сигналов, навигации и посадки, радиовысотомер), информация которых используется для автоматического и директорного управления самолетом, а также с электронной системой управления двигателями (на чертеже не показана), электромеханизмом 8 триммирования и системой 9 аварийной сигнализации, информирующей пилотов о нештатных ситуациях в полете, включая информацию о недопустимо больших усилиях, преодолеваемых рулевой машиной в процессе автоматического управления.The automatic control system is interfaced with duplicated information systems of the 7 avionics kit (heading system, air signals, navigation and landing, radio altimeter), the information of which is used for automatic and director control of the aircraft, as well as with an electronic engine control system (not shown in the drawing), an
Дублированный цифровой вычислитель 1 (фиг.2) содержит два одинаковых канала, каждый из которых функционально состоит из приемного устройства 10 сигналов информационных систем 7, преобразующего устройства 11 входной информации, вычислительного устройства 12 управляющих сигналов, преобразующего устройства 13 вычисленных управляющих сигналов для передачи их в сопрягаемые с вычислителем электромеханизмы 8 триммирования, рулевые машины 2 и автомат тяги. Вычислитель 1 содержит также устройство наземного контроля (на чертеже не показано), выполненное с возможностью определения места отказа с точностью до сменного блока, тест-контроля и дополнительной возможностью при наземном контроле индикации на пульте числовых значений выбранного параметра из общего перечня параметров сопрягаемых систем и собственных параметров системы автоматического управления.Duplicated digital computer 1 (figure 2) contains two identical channels, each of which functionally consists of a
Устройство автоматического триммирования (фиг.3) функционально включает в себя рулевую машину 2, в качестве которой применена рулевая машина с бесконтактным двигателем постоянного тока с электронным коллектором, индикатор 6 усилий и вычислитель 1, выход которого подключен к электромеханизму 8 триммирования и к системе 9 аварийной сигнализации.The automatic trimming device (Fig. 3) functionally includes a
Устройство сервопривода (фиг.4) содержит дублированный вычислитель 1 и рулевую машину 2. Выходы преобразующих устройств 13 вычислителя 1 через логическое устройство 14 подключены к управляющей обмотке двигателя 15 рулевой машины 2. Выходы рулевой машины 2 посредством цепей обратной связи подключены к входам преобразующих устройств 11 вычислителя 1.The servo device (Fig. 4) contains a duplicated
Устройство сервопривода выполнено с цифровым управлением рулевой машины. Контур, реализующий цифровое управление (фиг.5), содержит вычислительное устройство 12 управляющих сигналов, условно представленное в виде сумматора, преобразующее устройство 13 вычисленных управляющих сигналов, выполненное в виде цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), преобразующее устройство 11 входной информации, выполненное в виде аналого-цифрового преобразователя (АЦП), и рулевую машину 2, представленную в виде пропорционального звена с коэффициентом пропорциональности К.The servo device is digitally controlled by the steering machine. The circuit that implements digital control (figure 5), contains a
Устройство автомата тяги (фиг.6), обеспечивающее автоматическое управление тягой двигателей самолета, включает в себя дублированный вычислитель 1 системы и дублированный исполнительный механизм 3 автомата тяги (ИМАТ), выполненный с возможностью замещения отказавшего канала другим, полностью подготовленным к работе, с сохранением характеристик и параметров управления исполнительного механизма автомата тяги до и после замещения его каналов при работе от двух или одного из двух каналов дублированного вычислителя 1.The device of the traction machine (Fig.6), providing automatic control of the thrust of the aircraft engines, includes a
По каждому из двух каналов управления вращение электродвигателя ИМАТ через редуктор и необратимую муфту передается общему планетарному редуктору (дифференциалу), с которого через редукторы, электромагнитные муфты сцепления и фрикционную муфту пересиливания вращение передается на два выходных вала.Through each of the two control channels, the rotation of the IMAT electric motor through the gearbox and the irreversible clutch is transmitted to the common planetary gearbox (differential), from which the gears are transmitted to the two output shafts through gearboxes, electromagnetic clutches, and a friction clutch for overpowering.
Указанные на блок-схеме связи, поступающие в ИМАТ, содержат вычисленные сигналы управления и включения, а поступающие в вычислитель - сигналы положения, скорости и момента выходных валов ИМАТ.The communications on the IMAT indicated on the block diagram contain the calculated control and switching signals, and those on the calculator contain signals on the position, speed and torque of the IMAT output shafts.
В обеспечение оперативного перехода при автоматическом управлении с режима стабилизации на режим управления органы управления системы построены так, что на пульте 4, обычно располагаемом в верхней части приборной доски, сосредоточены все элементы управления, кроме элементов управления угловым положением самолета. Они сосредоточены в рукоятке 5 управления (фиг.7), размещенной на самолете в более удобном месте для ее оперативного использования и позволяющей раздельно управлять углами крена, курса и тангажа при автоматическом управлении.In order to ensure an operational transition during automatic control from the stabilization mode to the control mode, the system controls are constructed so that on the remote control 4, usually located at the top of the dashboard, are concentrated all the controls except the controls for the angular position of the aircraft. They are concentrated in the control handle 5 (Fig. 7), placed on the plane in a more convenient place for its operational use and allowing separate control of the roll, heading and pitch angles with automatic control.
Рукоятка 5 управления включает в себя два поворотных устройства. Поворотное устройство 16 крена, посредством которого летчик при автоматическом управлении выставляет желаемый крен, содержит зубчатое колесо для передачи вращения на датчик 17 заданного крена и диск, на котором закреплен датчик 18 заданного курса. Поворотное устройство 19 курса содержит шестерню для передачи вращения на датчик 18 заданного курса и при вращении поворотного устройства 16 крена вращается вместе с ним.The control handle 5 includes two rotary devices. The
Выставка заданного курса производится летчиком вращением поворотного устройства 19 курса относительно поворотного устройства 16 крена. Поворотные устройства 16 и 19 размещены в рамке, которая может поворачиваться относительно основания по оси, перпендикулярной общей оси поворотных устройств. На основании рукоятки установлен датчик 20 заданного тангажа. Для управления углом тангажа при автоматическом управлении летчик наклоняет поворотные устройства 16 и 19 по оси вращения рамки, преодолевая растяжение и сжатие центрирующих пружин 21.The set course is displayed by the pilot by rotating the
Все функции, присущие данной системе автоматического управления, выполняются системой с использованием информации системы курсовертикали, системы воздушных сигналов, аппаратурой навигации и посадки, принимаемой по кодовым линиям связи по ГОСТ 18977-79 и РТМ 1495-75 с изм.3 или по ARINC-429 в соответствии с протоколами информационного взаимодействия. С использованием этой и всей другой информации, по которой работает система, при проведении наземного встроенного контроля по тестовой программе проверяются все режимы ее работы.All the functions inherent in this automatic control system are performed by the system using the information of the vertical directional system, air signal system, navigation and landing equipment, received via code lines according to GOST 18977-79 and RTM 1495-75 with
Более детальное представление об автоматическом управлении в том или ином режиме складывается при выборочном просмотре на пульте 4 в наземных условиях числовых значений входных, выходных и промежуточных параметров системы и параметров, характеризующих сопряжение всего комплекса самолетных систем, обеспечивающих автоматическое управление полетом.A more detailed idea of automatic control in one mode or another develops during selective viewing on the remote control 4 in ground conditions of the numerical values of the input, output and intermediate parameters of the system and parameters characterizing the conjugation of the entire complex of aircraft systems providing automatic flight control.
При выбранном сочетании и времени нажатия определенных кнопок пульта 4 включается кодовая программа просмотра параметра на двух цифровых табло заданных значений высоты эшелона и курса с выставкой порядкового номера параметра с помощью расположенного на пульте задатчика высоты эшелона (на чертеже не показаны).With the selected combination and the time of pressing certain buttons of the remote control 4, the code program for viewing the parameter on two digital displays of the set values of the flight level and the course with the display of the serial number of the parameter is set using the flight height dial located on the remote control (not shown in the drawing).
В состав параметров входят:The structure of the parameters includes:
- информационные параметры сопрягаемых систем БРЭО (30),- information parameters of interfaced avionics systems (30),
- параметры состояния приборов системы автоматического управления (40),- parameters of the state of the devices of the automatic control system (40),
- выходные управляющие параметры (20),- output control parameters (20),
- параметры внутреннего состояния вычислителей (70), включая промежуточные алгоритмические сигналы, эхо-сигналы, сигналы математических моделей и динамических характеристик сервоприводов и другие.- parameters of the internal state of calculators (70), including intermediate algorithmic signals, echo signals, signals of mathematical models and dynamic characteristics of servos and others.
В скобках указано округленное число параметров, вычисляемых в каждом канале вычислителя 1.In parentheses is the rounded number of parameters calculated in each channel of the
Каждый канал вычислителя 1 выполняет:Each channel of the
- прием и преобразование сигналов для вычислений входной информации,- receiving and converting signals for computing input information,
- вычисление управляющих сигналов, включая устройства наземных проверок, автотриммера, сервопривода, автомата тяги,- calculation of control signals, including ground check devices, auto trimmer, servo drive, traction machine,
- преобразование вычисленных управляющих сигналов для передачи их в сопрягаемые с вычислителем блоки.- the conversion of the calculated control signals to transmit them in mates with the calculator blocks.
При просмотре параметров выявляется их временная стабильность, числовое значение, параметрическое определение причины отрицательного результата наземного встроенного контроля по тестовой программе и замечаний в полете при положительном результате тест-контроля, взаимное соответствие параметров левого и правого борта. Причем для оперативности проверок исходно индицируются параметры левого вычислителя и сопрягаемых систем БРЭО левого борта, которые заменятся на соответствующие им параметры правого вычислителя и сопрягаемых систем БРЭО правого борта на время нажатия определенного переключателя пульта 4.When viewing the parameters, their temporary stability, numerical value, parametric determination of the cause of the negative result of the built-in ground control according to the test program and observations in flight with a positive result of the test control, the mutual correspondence of the parameters of the port and starboard are revealed. Moreover, for the efficiency of checks, the parameters of the left computer and the conjugated avionics systems of the left side are initially displayed, which are replaced by the corresponding parameters of the right computer and the conjugated systems of avionics of the right side for the time that a certain remote control switch 4 is pressed.
Реализация кодовой программы обеспечивается информационным обменом между вычислителем 1 и пультом 4. Аппаратурными и программными средствами исключается возможность включения программ наземного тест-контроля и просмотра параметров в полете. В числе этих средств - использование сигнала обжатия шасси.The implementation of the code program is ensured by the information exchange between the
В качестве силовых исполнительных устройств системы применены рулевые машины 2 с бесконтактным двигателем 15 постоянного тока с электронным коллектором. Частный существенный признак изобретения определяет устройство для автоматического триммирования, построенное на базе упомянутых рулевых машин.As power actuators of the system used
В режиме холостого хода вращающий момент двигателя уравновешивается моментом противоЭДС, возникающей в результате вращения якоря в поле возбуждения двигателя, а в тормозном режиме уравновешивается моментом нагрузки с максимальным током в управляющей обмотке двигателя. В промежуточных значениях внешней нагрузки под действием противоЭДС ток в управляющей обмотке уменьшается. На этом основании в рулевой машине 2 системы предусмотрен сигнал момента, пропорциональный исходной величине тока в управляющей обмотке двигателя.In idle mode, the motor torque is balanced by the moment of counter-emf resulting from the rotation of the armature in the field of excitation of the engine, and in the braking mode it is balanced by the load moment with maximum current in the control winding of the motor. In intermediate values of the external load under the action of counter-emf current in the control winding decreases. On this basis, a torque signal is provided in the
Для автоматического триммирования и индикации усилий в кабине, преодолеваемых рулевой машиной 2, используется сигнал момента рулевой машины, поступающий через масштабный резистор на расположенный в кабине пилотов индикатор 6 усилий. Этот же сигнал поступает в вычислитель 1 системы, в котором вычисляются управляющие сигналы на перемещение электромеханизма 8 триммирования, в соответствии с которыми отклоняется аэродинамический триммер руля в сторону снижения усилий в управлении.For automatic trimming and indication of the forces in the cockpit overcome by the
Электромеханизм триммирования имеет релейный тип управления и перемещается в ту или другую сторону с постоянной скоростью, что учитывается при разработке структуры управляющих сигналов.Trimming electromechanism has a relay type of control and moves to one side or another at a constant speed, which is taken into account when developing the structure of control signals.
Устройство работает следующим образом. При нарастании сигнала момента рулевой машины 2 и превышении этим сигналом определенного порога в течение определенного времени формируется сигнал управления триммером. Перемещение триммера уменьшает усилие в проводке и сигнал момента. Снятие сигнала управления производится при снижении сигнала момента до определенного уровня. Если этого снижения не происходит, то по истечении определенного времени в вычислителе 1 формируется предупредительная команда для табло системы 9 аварийной сигнализации.The device operates as follows. When the signal of the moment of the
Обычно в системах автоматического управления применяют сервоприводы, объединяющие электромеханическую рулевую машину и усилитель сервопривода, формирующий сигнал ее управления в зависимости от управляющего сигнала вычислителя и сигналов обратной связи.Typically, in automatic control systems, servo drives are used, combining an electromechanical steering machine and a servo amplifier, generating its control signal depending on the control signal of the calculator and feedback signals.
Частный существенный признак изобретения состоит в исключении усилителя сервопривода и формировании в цифровом вычислителе 1 сигнала управлении рулевой машины 2. При цифровом управлении исполнительными устройствами квантование по времени вычислительного процесса должно обязательно учитываться при реализации сервопривода.A particular essential feature of the invention is the exclusion of the servo amplifier and generation of a
В самом первом приближении передаточную функцию рулевой машины 2 можно аппроксимировать пропорциональным звеном с коэффициентом передачи К в размерности . Представим контур управления, состоящий из рулевой машины, охваченной единичной отрицательной обратной связью. Передаточная функция контура .In the very first approximation, the transfer function of the
По параметрам полета в цифровом вычислителе 1 формируется управляющая величина X, пропорционально которой должна быть величина Y непрерывного исполнительного устройства. В системе реализуется зависимость Yn=К(Хn-Yn-1), при этом разница Xn-Yn-1, сохраняемая постоянной на период квантования Т, заменяется после этого разницей Хn+1-Yn.According to the flight parameters in the
Для определения переходной характеристики системы сформируем ступенчатое воздействие, соответствующее возрастанию от нуля до единицы величины Y.To determine the transient response of the system, we form a stepwise effect corresponding to an increase from zero to unity of the value Y.
В системе, исходно находящейся в нулевых начальных условиях (Х0=Δ0=Y0=0) и учитывая ее аналоговый коэффициент передачи , величина X определяется обратной величиной этого коэффициента или передаточной функции. Величину X будем оставлять неизменной во всех последующих тактах работы цифрового вычислителя.In a system that is initially in zero initial conditions (X 0 = Δ 0 = Y 0 = 0) and taking into account its analog transmission coefficient , the value of X is determined by the reciprocal of this coefficient or transfer function. The value of X will be left unchanged in all subsequent clock cycles of the digital computer.
Реакция системы просто определяется с учетом ее состояния в предыдущем такте:The reaction of the system is simply determined taking into account its state in the previous step:
При ступенчатом воздействии выходная величина в общем виде определяется выражением:With a stepwise action, the output value in general is determined by the expression:
Yn=1-(-K)n.Y n = 1 - (- K) n .
Реакция системы характеризуется колебаниями с периодом 2Т относительно равновесного состояния, равного единице. Затухание колебаний происходит только при К<1, что является границей устойчивости системы.The reaction of the system is characterized by oscillations with a period of 2T relative to the equilibrium state equal to unity. Oscillation damping occurs only at K <1, which is the stability boundary of the system.
Выполнение требований по характеру переходного процесса системы имеет однозначную связь с величиной К. Например, если нормируется допустимость двух колебаний до входа в 5% трубку, для этого необходимо Y5≤1,05 или К5=0,05. Время регулирования в этом случае равно 4Т.Fulfillment of the requirements for the nature of the transition process of the system has an unambiguous relationship with the value K. For example, if the tolerance of two oscillations before entering the 5% tube is normalized, this requires Y 5 ≤1.05 or K 5 = 0.05. The regulation time in this case is 4T.
Изложенное выше распространяется и на случай замены в системе пропорционального звена апериодическим. Если постоянная времени Т апериодического звена , то она может не учитываться, так как в конце такта выходная величина достигает величины управляющего сигнала. При Т больших значениях () за счет запаздывания в конце такта управляющий сигнал отрабатывается не полностью, и это обстоятельство можно интерпретировать как снижение коэффициента усиления выходного звена, то есть для целей нашего анализа величина К должна быть представлена произведением, одним сомножителем которого является коэффициент передачи пропорционального звена Кпр, а второй сомножитель численно равен той части управляющего сигнала, которая успевает приблизить заданное значение к текущему в конце такта КΔ:The foregoing also applies to the case when the proportional link in the system is replaced by an aperiodic link. If the time constant T of the aperiodic link , then it may not be taken into account, since at the end of the clock the output value reaches the value of the control signal. At T large values ( ) due to the delay at the end of the clock, the control signal is not fully processed, and this circumstance can be interpreted as a decrease in the gain of the output link, that is, for the purposes of our analysis, the value of K must be represented by the product, one factor of which is the transmission coefficient of the proportional link K pr , and the second factor is numerically equal to that part of the control signal that manages to bring the set value closer to the current value at the end of the cycle K Δ :
К=Кпр·Ка, где K = K pr · K a , where
С учетом приведенных отправных отличий цифровой реализации сервопривода от известной аналоговой определена предельно допустимая крутизна обратных связей, корректирующие звенья в них, а также тактовая частота вычисления параметров сервоприводов системы.Taking into account the above starting differences in the digital implementation of the servo drive from the known analogue, the maximum permissible slope of the feedbacks, the correcting links in them, and also the clock frequency of calculating the parameters of the servo drives of the system are determined.
В каждом вычислителе 12 (фиг.5) по текущим параметрам полета и сигналам рулевой машины 2 по ее положению, скорости и моменту вычисляется управляющий сигнал, поступающий вместе с сигналом включения рулевой машины на один из входов логического устройства 14. На своем выходе логическое устройство 14 формирует управляющий сигнал и сигнал включения рулевой машины 2. На выход логического устройства 14 поступает только тот из двух сигналов управления, который сопровождается сигналом включения рулевой машины 2.In each calculator 12 (Fig. 5), according to the current flight parameters and signals of the
При поступлении в логическое устройство 14 двух сигналов включения рулевой машины 2 логическое устройство формирует на своем выходе полусумму управляющих сигналов. В каждом вычислителе 12 по текущим параметрам полета и сигналам положения и скорости рулевой машины 2, а также по сигналу момента на валу рулевой машины 2 осуществляется контроль работы сервопривода, его точностных и динамических характеристик.Upon receipt of two turn-on signals of the
По тестовой программе перед полетом последовательно проводится проверка работы автомата тяги сначала от одного, потом от другого канала ИМАТ.According to the test program before the flight, the operation of the traction machine is sequentially checked first from one, then from another IMAT channel.
При включении автомата тяги в полете производится непрерывный контроль соответствия заложенной в программе вычислителя математической модели исполнительного механизма и математической модели автомата тяги. При нарушении соответствия только математической модели исполнительного механизма текущим параметрам отключается работающий исполнительный механизм и включается резервный, проверенный перед полетом и полностью подготовленный к работе. За счет необратимых муфт в исполнительных механизмах обеспечивается однозначное соответствие между движением двигателя включенного исполнительного механизма и выходных валов ИМАТ.When the thrust automaton is switched on in flight, the conformity control of the mathematical model of the actuator mechanism and the mathematical model of the thrust automaton included in the calculator program is continuously monitored. In case of violation of compliance only with the mathematical model of the actuator with the current parameters, the working actuator is switched off and the backup actuator is turned on, checked before the flight and fully prepared for work. Due to irreversible couplings in the actuators, an unambiguous correspondence is ensured between the movement of the engine of the actuator included and the output shafts of IMAT.
Движение двигателя передается только на выходной вал дифференциала, потому что другой вход дифференциала заклинивается необратимой муфтой отключенного двигателя.The movement of the engine is transmitted only to the output shaft of the differential, because the other input of the differential is jammed by an irreversible clutch of the disconnected engine.
Сопряжение вычислителя с ИМАТ выполнено таким образом, что каждый исполнительный механизм управляется от двух каналов дублированного вычислителя, и в каждый вычислительный канал поступает информация от двух исполнительных механизмов и ИМАТ. Исполнительный механизм работает по сумме сигналов каналов вычислителей. Для сохранения работоспособности при отключении одного из каналов вычислителя в работающем канале крутизна управляющих сигналов, поступающих в ИМАТ, удваивается.The conjugation of the calculator with IMAT is performed in such a way that each actuator is controlled from two channels of the duplicated calculator, and information from two actuators and IMAT is supplied to each computational channel. The actuator works by the sum of the signals of the channels of the computers. To maintain operability when one of the calculator channels is switched off in a working channel, the steepness of the control signals entering the IMAT doubles.
На основании вышеизложенного очевидно, что совокупность существенных признаков, характеризующих заявленную систему автоматического управления полетом самолета, и соответствующая реализация частных существенных признаков обеспечивает получение технического результата, выражающегося в обеспечении оперативной диагностики системы, упрощении ее эксплуатации, повышении точности и надежности.Based on the foregoing, it is obvious that the set of essential features that characterize the claimed automatic flight control system of the aircraft, and the corresponding implementation of the private essential features provides a technical result, which is expressed in providing operational diagnostics of the system, simplifying its operation, improving accuracy and reliability.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006111858/11A RU2312793C1 (en) | 2006-04-12 | 2006-04-12 | Aircraft flight automatic control system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006111858/11A RU2312793C1 (en) | 2006-04-12 | 2006-04-12 | Aircraft flight automatic control system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2312793C1 true RU2312793C1 (en) | 2007-12-20 |
Family
ID=38917150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006111858/11A RU2312793C1 (en) | 2006-04-12 | 2006-04-12 | Aircraft flight automatic control system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2312793C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2457981C1 (en) * | 2011-02-16 | 2012-08-10 | Открытое акционерное общество "Конструкторское Бюро Промышленной Автоматики" | Trimmer |
RU2601368C1 (en) * | 2015-06-18 | 2016-11-10 | Открытое акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (ОАО МНПК "Авионика") | Control system actuator |
RU2748579C1 (en) * | 2020-08-14 | 2021-05-27 | Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") | Gas turbine engine air starter control device |
-
2006
- 2006-04-12 RU RU2006111858/11A patent/RU2312793C1/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2457981C1 (en) * | 2011-02-16 | 2012-08-10 | Открытое акционерное общество "Конструкторское Бюро Промышленной Автоматики" | Trimmer |
RU2601368C1 (en) * | 2015-06-18 | 2016-11-10 | Открытое акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (ОАО МНПК "Авионика") | Control system actuator |
RU2748579C1 (en) * | 2020-08-14 | 2021-05-27 | Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") | Gas turbine engine air starter control device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2107002B1 (en) | Collective flight control system for rotary wing aircraft | |
CA1050633A (en) | Semi-automatic flight control system utilizing limited authority stabilization system | |
EP3213990B1 (en) | Fly-by-wire retrofit kit | |
EP3620373A1 (en) | Stuck in detent monitors for collective and cyclic sticks | |
EP3366574B1 (en) | Reverse tactile cue for rotorcraft rotor overspeed protection | |
CN105523171B (en) | A kind of hybrid lateral control system of big aircraft | |
US10850397B2 (en) | System and method for providing in-cockpit actuation of aircraft controls | |
US20120053762A1 (en) | Inceptor system and apparatus for generating a virtual real-time model | |
US4106728A (en) | Fail safe force feel system | |
EP3729043A1 (en) | Method of and apparatus for displaying an interactive interface during aircraft abnormal event | |
EP3569497A1 (en) | System and method for tactile cueing through rotorcraft pilot controls using variable friction and force gradient | |
US11117653B2 (en) | System and method for tactile cueing through rotorcraft pilot controls using variable friction and force gradient | |
RU2312793C1 (en) | Aircraft flight automatic control system | |
CN111047946A (en) | Full-function flight simulator | |
CN112173169A (en) | Automatic checking method for engine power of three-engine helicopter | |
EP3677505A1 (en) | System and method for controlling rotorcraft | |
US10315779B2 (en) | System and method for tail rotor margin awareness | |
US20050077434A1 (en) | Engine thrust management - new design architecture | |
Churchill et al. | Simulation of the XV-15 tilt rotor research aircraft | |
EP4006317A1 (en) | Modeling and integrating aircraft engine installation deltas | |
US2499376A (en) | Control system for variable pitch propellers | |
US10816999B2 (en) | System and method for controlling rotorcraft | |
EP3613671B1 (en) | Rotorcraft control mode transition smoothing | |
RU108685U1 (en) | UNIVERSAL PILOT MODELING STAND | |
RU2235044C1 (en) | Light multi-mission aircraft |