RU2324624C1 - Aeroplane with system of obtaining reserve information on attitude position of aircraft - Google Patents
Aeroplane with system of obtaining reserve information on attitude position of aircraft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2324624C1 RU2324624C1 RU2006140540/11A RU2006140540A RU2324624C1 RU 2324624 C1 RU2324624 C1 RU 2324624C1 RU 2006140540/11 A RU2006140540/11 A RU 2006140540/11A RU 2006140540 A RU2006140540 A RU 2006140540A RU 2324624 C1 RU2324624 C1 RU 2324624C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reserve
- block
- angles
- input
- unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Navigation (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к авиационной технике и предназначено для использования при построении самолетов, в частности, с системой формирования резервной информации.The invention relates to aircraft and is intended for use in the construction of aircraft, in particular, with a backup information generation system.
Известен самолет, в состав которого входят, в том числе, фюзеляж, крыло, оперение, шасси, основная и вспомогательная силовые установки, система управления общесамолетным оборудованием, которая имеет два контура автоматического управления, конструктивно оформленных в основной и резервный блоки преобразований и вычислений, подключенные к исполнительным устройствам через блок управления и контроля, а также контур ручного управления с пультами управления, светосигнальным табло и центральным светосигнальным огнем и сопряжена по мультиплексному каналу с комплексом бортовых цифровых вычислительных машин, электронной системой управления левого двигателя, электронной системой управления правого двигателя, системой регистрации и контроля, аппаратурой наведения и посадки, комплексной системой управления, а по кодовым линиям связи - с системой управления и контроля топлива, аппаратурой речевых сообщений, комплексной системой электронной индикации и вспомогательной силовой установкой (RU 2263044 С1, В64С 13/00).A well-known aircraft, which includes, including, the fuselage, wing, plumage, landing gear, main and auxiliary power units, a control system for general aircraft equipment, which has two automatic control circuits, structurally designed into the main and backup conversion and computation units, connected to executive devices through the control and monitoring unit, as well as the manual control circuit with control panels, a light-signal board and a central light-signal light and is paired with a multipl a separate channel with a complex of on-board digital computers, an electronic control system for the left engine, an electronic control system for the right engine, a registration and control system, guidance and landing equipment, an integrated control system, and, via coding communication lines, with a control and monitoring system for fuel and voice equipment communications, a comprehensive electronic indication system and auxiliary power unit (RU 2263044 C1,
Недостаток известного самолета связан с недостаточной реализацией функций формирования резервной информации о пространственном положении.A disadvantage of the known aircraft is associated with insufficient implementation of the functions of generating backup information about the spatial position.
Наиболее близким к предложенному является легкий многофункциональный самолет с повышенными маневренными возможностями, содержащий, в том числе, фюзеляж, крыло, оперение, шасси, силовую установку, а также управляющий интегрированный комплекс, включающий в себя систему информационного обмена, бортовую цифровую вычислительную систему управления полетом и учебно-боевыми действиями, внешнее запоминающее устройство и систему ввода информации, пилотажно-навигационное оборудование, комплексную систему управления самолетом с установленными в кабине летчика и оператора пультами системы, систему управления вооружением с установленными в кабине летчика и оператора пультами системы, комплексную систему электронной индикации, управления и прицеливания, информационные табло аварийной сигнализации, установленные в кабине летчика и оператора, двукратно резервированную систему управления общесамолетным оборудованием, бортовую систему объективного контроля, речевую информационно-управляющую систему, систему электроснабжения, внешнее и внутреннее светотехническое оборудование, комплексную систему аварийного покидания самолета, двукратно резервированную электронную систему управления силовой установкой, при этом система информационного обмена разделена на три независимых мультиплексных канала информационного обмена, между вычислительной системой и системой управления общесамолетным оборудованием, а также между комплексной системой электронной индикации, управления и прицеливания и комплексной системой управления самолетом выполнены радиальные связи. (Патент RU 2252899 C1, B64C 13/00, приоритет 20.05.2004).Closest to the proposed one is a light multi-functional aircraft with enhanced maneuverability, including, but not limited to, the fuselage, wing, tail, landing gear, power plant, as well as an integrated control system that includes an information exchange system, an on-board digital flight control computer system and combat training, external storage device and information input system, flight and navigation equipment, an integrated aircraft control system with installed in the cockpit of the pilot and operator with system controls, an armament control system with system controls installed in the pilot's and operator’s cabin, a comprehensive electronic display, control and aiming system, alarm information boards installed in the pilot’s and operator’s cabin, two-redundant control system for general aircraft equipment, on-board objective control system, voice information management system, power supply system, external and internal lighting equipment a comprehensive emergency escape system, a double redundant electronic control system for the power plant, while the information exchange system is divided into three independent multiplex information exchange channels, between the computer system and the control system for general aircraft equipment, as well as between the integrated electronic indication, control and aiming system and an integrated aircraft control system made radial communications. (Patent RU 2252899 C1,
Недостатком прототипа является недостаточная реализация функций формирования резервной информации о пространственном положении.The disadvantage of the prototype is the lack of implementation of the functions of forming backup information about the spatial position.
Задачей изобретения является создание самолета, обеспечивающего повышенные возможности по реализации функций формирования резервной информации о пространственном положении.The objective of the invention is the creation of an aircraft that provides increased capabilities for the implementation of the functions of forming backup information about the spatial position.
Для решения поставленной задачи предложен самолет с управляющим интегрированным комплексом, содержащий фюзеляж (1), крыло (2), оперение (3), шасси (4), силовую установку (5), пилотажно-навигационный комплекс, комплексную систему электронной индикации, комплексную систему аварийного покидания самолета, систему объективного контроля, комплексную систему управления, систему общесамолетного оборудования, нашлемную систему целеуказания, речевую информационно-управляющую систему, систему ввода информации, пульты управления, бортовой комплекс связи, бортовые панели техобслуживания, а также управляющий интегрированный комплекс (6), включающий бортовую цифровую вычислительную систему (7), систему информационного обмена из мультиплексных и радиальных каналов, а также системы и/или блоки сопряжения со всеми функциональными комплексами и системами самолета, в котором БЦВС (7) через соответствующие системы и/или блоки сопряжения связана мультиплексными каналами с комплексной системой электронной индикации, пультами управления, пилотажно-навигационным комплексом, комплексной системой электронной индикации, системой объективного контроля, комплексной системой управления, комплексом вооружения и системой общесамолетного оборудования, при этом система формирования резервной информации (СФРИ) (27) связана своими входами с пилотажно-навигационным комплексом (ПНК) (15) и комплексной системой управления самолетом (КСУ) (16). В СФРИ (27) блоки вычисления среднего значения (БВСЗ) (28-32) связаны с блоком определения позиционных резервных углов (БОПРУ) (33), блоком определения сдвига нулей позиционных резервных углов (БОСНПУ) (34), блоком коррекции позиционных резервных углов (БКПУ) (35). блоком кватернионного интегрирования угловых скоростей (БИУС) (36), блоком определения сдвига нулей ДУС КСУ - сдвига нулей угловых скоростей (БОСНУС) (37). блоком коррекции угловых скоростей (БКУС) (38), блоком стяжки резервных углов (БСУ) (39) и блоком-диспетчером (ДБ) (40).To solve this problem, an aircraft with an integrated control system has been proposed, containing the fuselage (1), wing (2), tail (3), landing gear (4), powerplant (5), flight and navigation system, integrated electronic display system, integrated system emergency exit, objective control system, integrated control system, airborne equipment, helmet-mounted target designation system, voice information and control system, information input system, control panels, on-board complex ides, on-board maintenance panels, as well as an integrated control complex (6), including an on-board digital computer system (7), an information exchange system from multiplex and radial channels, as well as systems and / or interface units with all functional complexes and aircraft systems, in where the BCVS (7) is connected via multiplex channels to the integrated electronic display system, control panels, flight and navigation complex, integrated systems through appropriate systems and / or interface units electronic indication, objective control system, integrated control system, weapon system and general aircraft equipment, while the backup information generation system (SFRI) (27) is connected by its inputs to the flight-navigation complex (PNK) (15) and the integrated aircraft control system (KSU) (16). In SFRI (27), the average value calculation blocks (BVSZ) (28-32) are connected with the positional reserve angles determination unit (BOPRU) (33), the positional reserve angles shift determination unit (BOSNPU) (34), the positional reserve angles correction unit (BKPU) (35). block of quaternionic integration of angular velocities (BIUS) (36), block for determining the shift of the zeros of the DCS KSU - shift of zeros of angular velocities (BOSNUS) (37). the block of correction of angular velocities (BKUS) (38), the block of the coupler of reserve angles (BSU) (39) and the block-dispatcher (DB) (40).
Благодаря предложенному изобретению повышается уровень безопасности полетов за счет формирования резервной информации о пространственном положении в случае отказа основного источника информации и выдачи резервной информации в системы самолета и на индикацию летчику.Thanks to the proposed invention, the level of flight safety is improved due to the formation of backup information about the spatial position in the event of a failure of the main source of information and the issuance of backup information to aircraft systems and to the pilot.
Изобретение поясняется прилагаемыми чертежами, на которых:The invention is illustrated by the accompanying drawings, in which:
на фиг.1 изображен общий вид самолета с системой формирования резервной информации;figure 1 shows a General view of the aircraft with a system for generating backup information;
на фиг.2 изображена схема управляющего интегрированного комплекса;figure 2 shows a diagram of a control integrated complex;
на фиг.3 - схема системы формирования резервной информации;figure 3 is a diagram of a system for generating backup information;
на фиг.4 - функциональная схема системы формирования резервной информации;figure 4 is a functional diagram of a system for generating backup information;
на фиг.5-14 - блок схемы функционирования блоков системы формирования резервной информации,figure 5-14 is a block diagram of the functioning of the blocks of the system for generating backup information
гдеWhere
1 - фюзеляж;1 - fuselage;
2 - крыло;2 - wing;
3 - оперение;3 - plumage;
4 - шасси;4 - chassis;
5 - силовая установка (СУ);5 - power plant (SU);
6 - управляющий интегрированный комплекс (УИК);6 - managing integrated complex (PEC);
7 - бортовая цифровая вычислительная система (БЦВС);7 - on-board digital computer system (BTsVS);
8 - первая бортовая цифровая вычислительная машина (БЦВМ-1);8 - the first on-board digital computer (BTsVM-1);
9 - вторая бортовая цифровая вычислительная машина (БЦВМ-2);9 - the second on-board digital computer (BTsVM-2);
10 - система сопряжения с пультами управления (СС ПУ);10 - a system for interfacing with control panels (SS PU);
11 - система сопряжения с комплексной системой электронной индикации (СС КСЭИ);11 - a system for interfacing with a comprehensive electronic display system (SS KSEI);
12 - система сопряжения с речевой информационно-управляющей системой (СС РИУС);12 - a system for interfacing with a speech information management system (SS RIUS);
13 - система сопряжения с системой ввода информации (СС СВИ);13 - a system for interfacing with an information input system (SS SVI);
14 - система сопряжения с нашлемной системой целеуказания (СС НСЦ);14 - a system for interfacing with a helmet-mounted target designation system (SS NSC);
15 - система сопряжения с пилотажно-навигационным комплексом (СС ПНК);15 - a system for interfacing with a flight navigation system (SS PNK);
16 - система сопряжения с комплексной системой управления самолетом (СС КСУ);16 - a system for interfacing with an integrated aircraft control system (SS KSU);
17 - система сопряжения с бортовым комплексом связи (СС БКС);17 - a system for interfacing with an airborne communications system (SS BCS);
18 - система сопряжения с системой объективного контроля (СС СОК);18 - a system for interfacing with a system of objective control (SS SOK);
19 - система сопряжения с системой управления силовой установкой (СС СУ СУ);19 - a system for interfacing with a power plant control system (SS SU SU);
20 - система сопряжения с комплексной системой аварийного покидания самолета (СС КСАПС);20 - a system for interfacing with an integrated emergency escape system (SS KSAPS);
21 - система сопряжения с бортовыми панелями техобслуживания (СС БПТО);21 - a system for interfacing with airborne maintenance panels (SS BPTO);
22 - система сопряжения с комплексом вооружения (СС KB);22 - a system for interfacing with a complex of weapons (SS KB);
23 - система сопряжения с общесамолетным оборудованием (СС ОСО);23 - a system for interfacing with general aircraft equipment (CC CCA);
24 - первый мультиплексный канал информационного обмена (МКИО-I);24 - the first multiplex information exchange channel (MKIO-I);
25 - второй мультиплексный канал информационного обмена (МКИО-II);25 - the second multiplex channel of information exchange (MKIO-II);
26 - третий мультиплексный канал информационного обмена (МКИО-III);26 - the third multiplex channel of information exchange (MKIO-III);
27 - система формирования резервной информации (СФРИ);27 - backup information generation system (SFRI);
28-32 - блоки вычисления среднего значения (БВСЗ);28-32 - blocks for calculating the average value (BVSZ);
33 - блок определения позиционных резервных углов (БОПРУ);33 - block determining the positional reserve angles (BOPRU);
34 - блок определения сдвига нулей позиционных резервных углов (БОСНПУ);34 - block determining the shift of the zeros of positional reserve angles (BOSNPU);
35 - блок коррекции позиционных резервных углов (БКПУ);35 - block correction of positional reserve angles (BKPU);
36 - блок кватернионного интегрирования угловых скоростей (БИУС);36 - block quaternionic integration of angular velocities (CIUS);
37 - блок определения сдвига нулей ДУС КСУ - сдвига нулей угловых скоростей (БОСНУС);37 - block determining the shift of the zeros of the CRS KSU - the shift of the zeros of angular velocities (BOSNUS);
38 - блок коррекции угловых скоростей (БКУС);38 - block correction of angular velocities (BKUS);
39 - блок стяжки резервных углов (БСУ);39 - block coupler reserve angles (BSU);
40 - блок-диспетчер (ДБ).40 - block manager (DB).
Самолет с управляющим интегрированным комплексом (фиг.1) содержит фюзеляж (1), крыло (2), оперение (3), шасси (4), силовую установку (5), а также другие функциональные комплексы и системы, необходимые для обеспечения работы самолета.An airplane with an integrated control system (Fig. 1) contains a fuselage (1), a wing (2), a tail unit (3), a landing gear (4), a power plant (5), as well as other functional systems and systems necessary for ensuring the operation of the aircraft .
Управляющий интегрированный комплекс (УИК) (6) (фиг.2) представляет собой совокупность взаимосвязанных программно-аппаратных средств, объединенных системой информационного обмена. УИК (6) содержит:The managing integrated complex (PEC) (6) (figure 2) is a combination of interconnected software and hardware, combined by an information exchange system. PEC (6) contains:
бортовую цифровую вычислительную систему (БЦВС) (7) с двумя бортовыми цифровыми вычислительными машинами: БЦВМ-1 (8) и БЦВМ-2 (9);on-board digital computer system (BTsVS) (7) with two on-board digital computers: BTsVM-1 (8) and BTsVM-2 (9);
системы и/или блоки сопряжения с другими комплексами или системами самолета;systems and / or blocks for interfacing with other aircraft complexes or systems;
систему информационного обмена, состоящую из мультиплексных и радиальных каналов, для связи всех систем самолета с БЦВС (7).information exchange system, consisting of multiplex and radial channels, for communication of all aircraft systems with the air-conditioning system (7).
В качестве систем и/или блоков сопряжения УИК (6) содержит: систему сопряжения с пультами управления (СС ПУ) (10), систему сопряжения с комплексной системой электронной индикации (СС КСЭИ) (11); систему сопряжения с речевой информационно-управляющей системой (СС РИУС) (12); систему сопряжения с системой ввода информации (СС СВИ) (13); систему сопряжения с нашлемной системой целеуказания (СС НСЦ) (14); систему сопряжения с пилотажно-навигационным комплексом (СС ПНК) (15); систему сопряжения с комплексной системой управления самолетом (СС КСУ) (16); систему сопряжения с бортовым комплексом связи (СС БКС) (17); систему сопряжения с системой объективного контроля (СС СОК) (18); систему сопряжения с системой управления силовой установкой (СС СУ СУ) (19); систему сопряжения с комплексной системой аварийного покидания самолета (СС КСАПС) (20); систему сопряжения с бортовыми панелями техобслуживания (СС БПТО) (21); систему сопряжения с комплексом вооружения (СС KB) (22); систему сопряжения с общесамолетным оборудованием (СС ОСО) (23).As a system and / or pairing units, the PEC (6) contains: a system for interfacing with control panels (SS ПУ) (10), a system for interfacing with a complex system of electronic indication (SS KSEI) (11); a system for interfacing with a speech information management system (SS RIUS) (12); a system for interfacing with an information input system (SS SVI) (13); a system for interfacing with a helmet-mounted target designation system (SS NSC) (14); a system for interfacing with a flight-navigation complex (SS PNK) (15); a system for interfacing with an integrated aircraft control system (SS KSU) (16); a system for interfacing with an on-board communication complex (SS BCS) (17); a system for interfacing with an objective control system (SS SOK) (18); a system for interfacing with a power plant control system (SS SU SU) (19); a system for interfacing with an integrated emergency exit system (SS KSAPS) (20); a system for interfacing with airborne maintenance panels (SS BPTO) (21); weapons interface system (SS KB) (22); a system for interfacing with general aircraft equipment (SS CCA) (23).
Система информационного обмена состоит из мультиплексных и радиальных каналов информационного обмена, в конкретном варианте исполнения легкий многофункциональный самолет с управляющим интегрированным комплексом (6) содержит в системе информационного обмена три мультиплексных канала (24-26).The information exchange system consists of multiplex and radial channels of information exchange, in a specific embodiment, a light multi-functional aircraft with an integrated control complex (6) contains three multiplex channels in the information exchange system (24-26).
В управляющем интегрированном комплексе БЦВС (7) посредством мультиплексных каналов связана с такими комплексами и системами самолета, как комплексная система электронной индикации (КСЭИ), пилотажно-навигационный комплекс (ПНК), комплексная система управления самолетом (КСУ), система объективного контроля (СОК), система управления силовой установкой (СУ СУ), комплексная система аварийного покидания самолета (КСАП), комплекс вооружения (KB), система общесамолетного оборудования через соответствующие системы сопряжения (11, 15, 16, 18, 19, 20, 22, 23).In the integrated integrated control center, the BCVS (7) is connected via multiplex channels to such aircraft complexes and systems as the integrated electronic display system (KSEI), flight and navigation system (PNK), integrated aircraft control system (KSU), objective control system (SOC) , power plant control system (SU), integrated aircraft emergency exit system (KSAP), weapons system (KB), general aircraft equipment through appropriate interface systems (11, 15, 16, 18, 19, 20, 22, 23).
Система формирования резервной информации (СФРИ) (27) связана своими входами с пилотажно-навигационным комплексом (ПНК) (15) и комплексной системой управления самолетом (КСУ) (16). В СФРИ (27) блоки вычисления среднего значения (БВСЗ) (28-32) связаны с блоком определения позиционных резервных углов (БОПРУ) (33), блоком определения сдвига нулей позиционных резервных углов (БОСНПУ) (34), блоком коррекции позиционных резервных углов (БКПУ) (35). блоком кватернионного интегрирования угловых скоростей (БИУС) (36), блоком определения сдвига нулей ДУС КСУ - сдвига нулей угловых скоростей (БОСНУС) (37), блоком коррекции угловых скоростей (БКУС) (38), блоком стяжки резервных углов (БСУ) (39) и блоком-диспетчером (ДБ) (40).The backup information generation system (SFRI) (27) is connected by its inputs to the flight-navigation complex (PNK) (15) and the integrated aircraft control system (KSU) (16). In SFRI (27), the average value calculation blocks (BVSZ) (28-32) are connected with the positional reserve angles determination unit (BOPRU) (33), the positional reserve angles shift determination unit (BOSNPU) (34), the positional reserve angles correction unit (BKPU) (35). block of quaternionic integration of angular velocities (BIUS) (36), block for determining the shift of the zeros of the DCS KSU - shift of zeros of angular velocities (BOSNUS) (37), block of correction of angular velocities (BKUS) (38), block of the coupler of reserve angles (BSU) (39) ) and the supervisor (DB) (40).
Работа самолета с системой формирования резервной информации (23) обеспечивает решение задачи вычисления угловых координат летательного аппарата двумя принципиально различными способами в зависимости от текущих условий полета:The operation of the aircraft with the backup information generation system (23) provides a solution to the problem of calculating the angular coordinates of the aircraft in two fundamentally different ways depending on the current flight conditions:
- вычисление текущих значений углов тангажа и крена по формулам Эйлера на основе мгновенной информации от бортовых датчиков (при условии горизонтального полета);- Calculation of the current values of pitch and roll angles according to Euler formulas based on instant information from on-board sensors (subject to horizontal flight);
- вычисление текущих значений угловых координат путем интегрирования показаний датчиков угловых скоростей (ДУС) комплексной системы управления (КСУ) с использованием кватернионов (при выполнении маневрирования).- calculation of the current values of the angular coordinates by integrating the readings of the angular velocity sensors (DLS) of the integrated control system (KSU) using quaternions (when performing maneuvering).
Выходными данными СФРИ являются значения резервных углов курса, крена и тангажа (см. таблицу 2).The output data of the SFRI are the values of the reserve angles of the course, roll and pitch (see table 2).
Выходные данные СФРИtable 2
SFRI output
Блок вычисления среднего значения (БВСЗ) - 1 служит для вычисления среднего значения входного параметра по набору значений или по времени. БВСЗ 1 служит для вычисления среднего значения входного осредняемого параметра Х из выборки величиной Nmax штук, где Nmax задается программно. БВСЗ может быть использован для определения среднего значения на определенном интервале времени, для чего необходимо воспользоваться формулой (1):The average value calculation unit (BVSZ) - 1 is used to calculate the average value of the input parameter by a set of values or by time.
где Δt - требуемый интервал времени,where Δt is the required time interval,
τкв - период квантования (периодичность обращения к алгоритму).τ kv is the quantization period (the frequency of access to the algorithm).
БВСЗ позволяет сбросить накопленное среднее значение Xmid и заново начать вычисление путем передачи в блок команды «Reset_X». Входные данные, используемые БВСЗ, приведены в таблице 3.BVSZ allows you to reset the accumulated average value of X mid and re-start the calculation by sending the command "Reset_X" to the block. The input data used by BVSZ are given in table 3.
Входные данные БВСЗTable 3
Input data BVZZ
Выходом БВСЗ является среднее значения входной величины X (см. табл.4).The output of the HVAC is the average value of the input quantity X (see table 4).
Выходные данные БВСЗTable 4
BVZZ output
В процессе работы БВСЗ хранит ряд параметров (см. табл.5). Индексация массивов в описании алгоритмов начинается с единицы «1», т.е. Array_Х=(Array_X[1],..., Array_X[Nmax]).In the process, the HVAC stores a number of parameters (see table 5). The indexing of arrays in the description of the algorithms begins with the unit “1”, ie Array_X = (Array_X [1], ..., Array_X [N max ]).
Параметры БВСЗTable 5
BVZZ parameters
В СФРИ используется пять экземпляров БВСЗ, от 1.1 до 1.5. Взаимосвязь данных каждого экземпляра БВСЗ и данных СФРИ приведена в табл.6.In SFRI, five copies of BVSZ are used, from 1.1 to 1.5. The relationship between the data of each instance of the BVHZ and the SFRI data is given in Table 6.
Взаимосвязь данных экземпляров БВСЗ и СФРИTable 6
The relationship of these instances of BVSZ and SFRI
Блок определения позиционных резервных углов (БОПРУ) 2 служит для определения текущих значений крена и тангажа по мгновенным показаниям штатных самолетных датчиков - «позиционных углов» (при их определении не происходит интегрирования угловых скоростей).The positional reserve angle determination unit (BOPRU) 2 serves to determine the current roll and pitch values from the instantaneous readings of standard aircraft sensors - “positional angles” (when determining them, the integration of angular velocities does not occur).
В блоке вычисляют значения углов крена и тангажа на основе применения формул Эйлера, используя данные от бортовых датчиков. Требуемая частота вычисления алгоритма (не менее) fвыч≥16. Отсутствие интегрирования при вычислении значений углов в БОПРУ позволяет избавиться от ухода вычисляемых значений со временем.In the block, the values of the roll and pitch angles are calculated based on the application of Euler formulas using data from the on-board sensors. The required frequency calculation algorithm (at least) f calc ≥16. The lack of integration when calculating the values of angles in the BOPRU allows you to get rid of the departure of the calculated values over time.
Входные данные, используемые БОПРУ, приведены в таблице 9.The input data used by the BOPRU is shown in table 9.
Входные данные БОПРУTable 9
BOPRU input
Выходом БОПРУ являются значения углов крена и тангажа позиционные (см. таблицу 10).The output of the BOPRU is the position angle and pitch angles (see table 10).
Выходные данные БОПРУTable 10
BOPRU output
Блок фильтрации и подготовительной обработки входных данных (БФПВХ)Block filtering and preparatory processing of input data (BFVVH)
Входные данные, используемые БФПВХ, приведены в таблице 11.The input data used by BFVVH are given in table 11.
Входные данные БВСЗTable 11
Input data BVZZ
Выходные данные БФПВХ приведены в таблице 12.The output of BFVC are shown in table 12.
Выходные данные БФПВХTable 12
BFPVC output
БФПВХ представляет собой композиции элементарных типовых звеньев и тригонометрических функций (см. фиг.3).BFVV represents a composition of elementary typical links and trigonometric functions (see figure 3).
Блок вычисления функций траекторного угла (БВФТУ)Block for calculating the functions of the trajectory angle (BVFTU)
Входные данные, используемые БВФТУ, приведены в таблице 13.The input data used by the BVFTU are shown in table 13.
Входные данные БВФТУTable 13
Input data BVFTU
Выходные данные БВФТУ приведены в таблице 14.The output of the BVFTU is shown in table 14.
Выходные данные БВФТУTable 14
BVFTU output
Алгоритм, реализуемый в БВФТУ, показан на фиг.4.The algorithm implemented in BVFTU, shown in figure 4.
Входные данные, используемые БВРУ, приведены в таблице 15.The input data used by the BVRU are shown in table 15.
Входные данные БВРУTable 15
BVRU input
Выходные данные БВРУ приведены в таблице 16.The output of the BVRA is shown in table 16.
Выходные данные БВРУTable 16
BVRU Output
Структура блока вычисления резервных углов (БВРУ) представлена на фиг.5. Каждый из блоков А-Д (см. фиг.5) реализует отдельные функции:The structure of the unit for calculating the reserve angles (BVRU) is presented in figure 5. Each of the blocks AD (see figure 5) implements individual functions:
А) Блок вычисления γp1_предв:A) The calculation unit γ p1 _ pre :
Б) Блок вычисления γp2_предв:B) The calculation unit γ p2 _ predv :
В) Блок выбора γp_предв:C) The selection block γ p _ pre :
Г) Блок вычисления ϑр:D) Block calculation ϑ p :
Д) Блок выбора γp:D) Block selection γ p :
Блок кватернионного интегрирования угловых скоростей (БИУС) служит для вычисления по корректированным угловым скоростям ДУС КСУ значений угловых координат летательного аппарата при помощи кватернионов - вычисления «кватернионных углов».The block of quaternionic integration of angular velocities (BIUS) is used to calculate the angular coordinates of the aircraft using the adjusted angular velocities of the DOS KSU using quaternions — the calculation of “quaternion angles”.
БИУС интегрирует поступающие на его вход корректированные значений угловых скоростей ωx, ωy, ωz.BIUS integrates the corrected values of the angular velocities ω x , ω y , ω z received at its input.
При получении сигнала «СБРОС» алгоритм, реализуемый в блоке, осуществляет привязку вычисляемых углов к новому значению: в качестве новых начальных условий интегрирования угловых координат начинает использовать значение Уну=ψну, ϑну, γну.Upon receipt of the RESET signal, the algorithm implemented in the block binds the calculated angles to a new value: as the new initial conditions for integrating the angular coordinates, it starts using the value U well = ψ well , ϑ well , γ well .
Входные данные, используемые БИУС, приведены в таблице 17.The input data used by the CIUS is shown in table 17.
Входные данные БИУСTable 17
BIUS input
Выходные данные БИУС приведены в таблице 18.The output of the CIUS is shown in table 18.
Выходные данные БИУСTable 18
BIUS output
Структура алгоритма, реализуемого в БИУС, приведена на фиг.6.The structure of the algorithm implemented in the CIUS is shown in Fig.6.
Блок определения сдвига нулей ДУС КСУ - сдвига нулей угловых скоростей (БОСНУС) служит для определения величин искажений типа «сдвиг нуля» - значения сигнала, выдаваемого датчиком при нулевом значении измеряемой величины, - в характеристиках ДУС КСУ. Искажение сдвиг нуля вносит помеху постоянной величины в измеряемую величину.The block for determining the shift of the zeros of the DCS KSU - the shift of the zeros of angular velocities (BOSNUS) is used to determine the distortion values of the type “zero shift” - the value of the signal generated by the sensor at a zero value of the measured value — in the characteristics of the DCS of the KSU. Distortion of a zero shift introduces a constant noise into the measured quantity.
При наличии искажений вида сдвиг нуля в сигналах угловых скоростей ДУС КСУ в результате интегрирования сигналов в БИУС будет наблюдаться расхождение истинных и вычисленных значений углов пропорционально времени.In the presence of distortions of the form, a zero shift in the signals of the angular velocities of the DCS of the KSU as a result of the integration of the signals in the CIU will cause a discrepancy between the true and calculated angles in proportion to time.
БОСНУС организует сравнение значений угловых координат, вычисленных при помощи БИУС от ДУС КСУ одного резерва с эталонным значением угловых координат (выдаются блоком-диспетчером) и при нарастании отклонений углов до заданной пороговой величины по соответствующей координате до ψпрг/ϑпрг/γпрг производит вычисление поправок - оценок сдвига нулей ωх0, ωу0, ωz0 - для коррекции угловых скоростей от ДУС КСУ и снижения скорости расхождения угловых координат.BOSNUS organizes a comparison of the values of the angular coordinates calculated using the CIPS from the DSC of the control system of one reserve with the reference value of the angular coordinates (issued by the controller) and when the deviations of the angles increase to a given threshold value in the corresponding coordinate to ψ prg / ϑ prg / γ prg calculates corrections - estimates of the shift of zeros ω х0 , ω у0 , ω z0 - for the correction of angular velocities from the DCS of the KSU and to reduce the speed of divergence of angular coordinates.
Вычисление величин оценок сдвига нулей ωх0, ωу0, ωz0 происходит итерационно. На начальных итерациях при одном знаке оценки сдвига нуля и добавки к ней добавки к оценкам вычисляют с единичным коэффициентом настройки: kн=1, при смене знака добавки для исключения автоколебаний добавка вычисляется с коэффициентом kн=0,7. Величина оценок на каждой итерации равна ωх0[n+1]=ωх0[n]+kн·Δωх0[n+1] (аналогично для у и z).The calculation of the estimates of the shift of the zeros ω x0 , ω y0 , ω z0 is iterative. At the initial iterations, with one sign of the zero-shift estimate and the additive to it, the additive to the estimates is calculated with a unit tuning factor: k n = 1, when changing the sign of the additive to exclude self-oscillations, the additive is calculated with a coefficient k n = 0.7. The magnitude of the estimates at each iteration is ω x0 [n + 1] = ωx 0 [n] + k n · Δω x0 [n + 1] (similarly for y and z).
Вычисленная величина оценки проверяется на принадлежность к области допустимых значений сдвига нуля (на основе характеристик ДУС КСУ). Если на какой-то итерации оценка выходит за допустимые приделы, то вычисленная на данной итерации добавка оценки аннулируется. Вычисленные величины оценок на текущем шаге сохраняются в памяти (область видимости весь СФРИ) для использования в других блоках.The calculated evaluation value is checked for belonging to the region of permissible values of the zero shift (based on the characteristics of the DCS of the KSU). If at some iteration the estimate is beyond the allowable limits, then the additive of the estimate calculated at this iteration is canceled. The calculated values of estimates at the current step are stored in memory (the scope of the entire SFRI) for use in other blocks.
Входные данные, используемые БОСНУС приведены в таблице 19.The input data used by BOSNUS are given in table 19.
Входные данные БОСНУСTable 19
Input data BOSNUS
Выходные данные БОСНУС приведены в таблице 20.The output of BOSNUS is shown in table 20.
Выходные данные БИУСTable 20
BIUS output
В процессе работы БОСНУС хранит ряд параметров, см. таблицу 21.During operation, BOSNUS stores a number of parameters, see table 21.
Параметры БОСНУСTable 21
Parameters BOSNUS
В описании блока используются константы, значения которых приведены в таблице 22.In the block description, constants are used, the values of which are given in table 22.
Константы БОСНУСTable 22
Constants BOSNUS
Структура алгоритма, реализуемого в БОСНУС, приведена на фиг.7.The structure of the algorithm implemented in BOSNUS is shown in Fig.7.
Блок коррекции угловых скоростей (БКУС) реализует простой алгоритм коррекции значений угловых скоростей от ДУС:The block of correction of angular velocities (BKUS) implements a simple algorithm for correcting the values of angular velocities from DUS:
Блок определения сдвига нулей позиционных резервных углов (БОСНПУ) служит для вычисления величины суммарного искажения вида «сдвиг нуля», вносимого в вычисленные значения позиционных углов датчиками исходной информации для проведения последующей коррекции.The unit for determining the shift of the zeros of positional reserve angles (BOSNPU) is used to calculate the total distortion of the form "zero shift" introduced into the calculated values of the positional angles by the sensors of the initial information for subsequent correction.
Алгоритм, реализуемый в БОСНПУ, показан на фиг.8. Алгоритм представляет собой две одинаковые структурные схемы, позволяющие компенсировать отклонение позиционных углов от углов БИНС, принимаемых в данном блоке в качестве эталонных - проводить стяжку углов. Величина, накопленная на интегралах, представляет собой оценку сдвига нуля позиционных углов. Вычисленные величины оценок на текущем шаге сохраняются в памяти (область видимости весь СФРИ) для использования в других блоках. Условием выполнения алгоритма является поступление сигнала «БОСНПУ_ВКЛ» от блока-диспетчера. При поступлении в БОСНПУ сигнала отмены стяжки позиционных углов «СПУ_ОТКЛ» входы интеграторов размыкаются (на интегратор подается «0»).The algorithm implemented in BOSNPU is shown in Fig. 8. The algorithm consists of two identical structural schemes, which make it possible to compensate for the deviation of positional angles from the SINS angles accepted as reference ones in this block — to tighten the angles. The value accumulated on the integrals is an estimate of the zero shift of the position angles. The calculated values of estimates at the current step are stored in memory (the scope of the entire SFRI) for use in other blocks. The condition for the execution of the algorithm is the receipt of the signal "BOSNPU_VKL" from the block manager. Upon receipt of a signal to unblock the coupler of positional angles "SPU_OFFL" at BOSNPU, the integrator inputs open ("0" is applied to the integrator).
Входные данные, используемые БОСНПУ, приведены в таблице 23.The input data used by BOSNPU are given in table 23.
Входные данные БОСНПУTable 23
Input data BOSNPU
Выходные данные БОСНПУ приведены в таблице 24.The output of BOSNPU are shown in table 24.
Выходные данные БОСНПУTable 24
BOSNPU output
Блок коррекции позиционных резервных углов (БКПУ) реализует простой алгоритм коррекции позиционных резервных углов:The correction block for positional reserve angles (BKPU) implements a simple algorithm for correcting positional reserve angles:
Блок стяжки резервных углов (БСУ) служит для компенсации ошибок кватернионных углов, вызванных низкой точностью при задании Н.У. в блоке БИУС. Алгоритм, реализуемый в данном блоке, показан на фиг.10. Алгоритм представляет собой две одинаковые структурные схемы, позволяющие компенсировать отклонение кватернионных углов от корректированных усредненных позиционных углов, принимаемых в данном блоке в качестве эталонных - проводить стяжку углов. При поступлении в БСУ сигнала отмены стяжки кватернионных углов «СКВУ_ОТКЛ» входы интеграторов размыкаются (на интегратор подается «0»).The block of the coupler of reserve angles (BSU) serves to compensate for the errors of the quaternion angles caused by low accuracy when setting N.U. in the BIUS block. The algorithm implemented in this block is shown in FIG. 10. The algorithm consists of two identical structural schemes that make it possible to compensate for the deviation of the quaternion angles from the corrected average positional angles accepted as reference ones in this block — to tighten the angles. When the signal for canceling the quaternion angle screed “SKVU_OTKL” is received in the BSU, the integrator inputs open (“0” is applied to the integrator).
Входные данные, используемые БСУ, приведены в таблице 25.The input data used by the BSU are shown in table 25.
Входные данные БСУTable 25
BSU input
Выходные данные БСУ приведены в таблице 26.The output of the BSU are shown in table 26.
Выходные данные БСУTable 26
BSU output
Блок-диспетчер (ДБ) служит для управления ходом вычисления резервных углов КСУ в зависимости от состояния бортовой аппаратуры и условий полета. ДБ рассматривает четыре возможных текущих состояния полета, в зависимости от которых включает тот или иной блок СФРИ:The block dispatcher (DB) is used to control the calculation of the reserve angles of the KSU depending on the state of the onboard equipment and flight conditions. The DB considers four possible current flight conditions, depending on which it includes one or another block of the SFRI:
1) летательный аппарат неподвижен на земле: происходит вычисление сдвигов нулей угловых скоростей - ДБ включает блок БОСНУС. В качестве резервных углов выдаются кватернионные;1) the aircraft is stationary on the ground: the shifts of the zeros of angular velocities are calculated - the DB includes the BOSNUS block. Quaternion angles are given as reserve angles;
2) летательный аппарат движется по земле: управляемые ДБ блоки отключены, в качестве резервных углов выдаются кватернионные;2) the aircraft moves on the ground: DB controlled blocks are disabled, quaternion ones are given as reserve angles;
3) летательный аппарат совершает квазигоризонтальный полет (угловые скорости малы, крен и тангаж малы): происходит определение сдвигов нулей позиционных углов (БОСНПУ), производится стяжка кватернионных углов к позиционным углам (БСУ). В качестве резервных углов выдаются позиционные;3) the aircraft performs a quasi-horizontal flight (angular velocities are small, roll and pitch are small): the zeros of the position angles are determined (BOSNPU), the quaternion angles are tightened to the position angles (BSU). As reserve angles, positional ones are issued;
4) летательный аппарат совершает маневрирование: в качестве резервных углов выдаются кватернионные.4) the aircraft maneuvers: quaternion ones are given as reserve angles.
На границе состояний 3 и 4 происходит ввод новых Н.У. для БИУС: если БИНС исправна, то заводятся углы от БИНС, иначе заводятся позиционные углы.At the boundary of
Входные данные, используемые ДБ приведены в таблице 27.The input data used by the DB is given in table 27.
Выходные данные ДБ приведены в таблице 28.The output of the DB is shown in table 28.
Выходные данные ДБTable 28
DB output
В процессе работы ДБ хранит ряд параметров (см. таблицу 29).During operation, the DB stores a number of parameters (see table 29).
Параметры ДБTable 29
DB Parameters
Алгоритм ДБ показан на фиг.11.The DB algorithm is shown in FIG. 11.
Изобретение может быть использовано в авиационной технике при построении самолетов с системой формирования резервной информации о пространственном положении для выдачи ее в системы самолета и на индикацию летчику в случае внезапного отказа основных источников.The invention can be used in aeronautical engineering when constructing aircraft with a system for generating backup information about the spatial position for issuing it to aircraft systems and for indicating to the pilot in the event of a sudden failure of the main sources.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006140540/11A RU2324624C1 (en) | 2006-11-17 | 2006-11-17 | Aeroplane with system of obtaining reserve information on attitude position of aircraft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006140540/11A RU2324624C1 (en) | 2006-11-17 | 2006-11-17 | Aeroplane with system of obtaining reserve information on attitude position of aircraft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2324624C1 true RU2324624C1 (en) | 2008-05-20 |
Family
ID=39798793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006140540/11A RU2324624C1 (en) | 2006-11-17 | 2006-11-17 | Aeroplane with system of obtaining reserve information on attitude position of aircraft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2324624C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2606712C2 (en) * | 2015-02-03 | 2017-01-10 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") | Integrated system of backup devices |
CN108363298A (en) * | 2018-01-17 | 2018-08-03 | 合肥工业大学 | A kind of quadrotor drone Fast Convergent control method based on quaternion representation |
RU2758229C2 (en) * | 2017-06-29 | 2021-10-26 | Зе Боинг Компани | Triple redundancy control system for aircraft and method for controlling this system (options) |
-
2006
- 2006-11-17 RU RU2006140540/11A patent/RU2324624C1/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2606712C2 (en) * | 2015-02-03 | 2017-01-10 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") | Integrated system of backup devices |
RU2758229C2 (en) * | 2017-06-29 | 2021-10-26 | Зе Боинг Компани | Triple redundancy control system for aircraft and method for controlling this system (options) |
CN108363298A (en) * | 2018-01-17 | 2018-08-03 | 合肥工业大学 | A kind of quadrotor drone Fast Convergent control method based on quaternion representation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8359129B2 (en) | Method and device for controlling the thrust of a multi-engine aircraft | |
Moir et al. | Aircraft Systems: Mechanical, electrical, and avionics subsystems integration | |
CN104875885B (en) | A kind of composite aircraft | |
US7437223B2 (en) | Heading reference command and control algorithm and cueing systems and methods for aircraft turn-to-target maneuvers | |
US9874874B2 (en) | Dynamic compliance monitoring of unmanned vehicles | |
US8706326B2 (en) | Method and device for aiding the piloting of an aircraft during a landing phase | |
US10351230B2 (en) | Initial rotor state compensation for a rotorcraft | |
US3711042A (en) | Aircraft control system | |
CA2978836C (en) | Flight control system with synthetic intertial glideslope deviation and method of use | |
Bruce et al. | NASA B737 flight test results of the total energy control system | |
RU2324624C1 (en) | Aeroplane with system of obtaining reserve information on attitude position of aircraft | |
US11460865B2 (en) | Method and system for longitudinal control of aircraft | |
CN110275541A (en) | The optimization track of noise is improved using automatic takeoff | |
CN110196600A (en) | System and method for autonomic rotor aircraft tail portion impact protector | |
Hanson et al. | An overview of flight test results for a formation flight autopilot | |
RU2392586C1 (en) | Aircraft information-control system | |
CN111895998A (en) | Large-scale fixed-wing unmanned aerial vehicle segmented stack type route planning method | |
Gu et al. | Autonomous formation flight–design and experiments | |
US4266743A (en) | Pitch attitude stabilization system utilizing engine pressure ratio feedback signals | |
Cobleigh | Capabilities and future applications of the nasa autonomous formation flight (AFF) aircraft | |
Myers et al. | HiMAT onboard flight computer system architecture and qualification | |
Kempel et al. | Flight control systems development and flight test experience with the HiMAT research vehicles | |
CN113609771B (en) | MBSE-based aircraft atmospheric parameter model calculation method | |
CN112607006B (en) | Touchdown feedback type undercarriage system of unmanned helicopter | |
Yonke et al. | HIDEC Adaptive Engine Control System Flight Evaluation Results |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20110318 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20110318 Effective date: 20150514 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20110318 Effective date: 20151027 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20110318 Effective date: 20210722 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |