RU2367992C1 - Adaptive device of aircraft coordinated control - Google Patents

Adaptive device of aircraft coordinated control Download PDF

Info

Publication number
RU2367992C1
RU2367992C1 RU2008120904/28A RU2008120904A RU2367992C1 RU 2367992 C1 RU2367992 C1 RU 2367992C1 RU 2008120904/28 A RU2008120904/28 A RU 2008120904/28A RU 2008120904 A RU2008120904 A RU 2008120904A RU 2367992 C1 RU2367992 C1 RU 2367992C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
control
input
summing amplifier
roll
Prior art date
Application number
RU2008120904/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Сергеевич Сыров (RU)
Анатолий Сергеевич Сыров
Александр Михайлович Пучков (RU)
Александр Михайлович Пучков
Борис Константинович Петушков (RU)
Борис Константинович Петушков
Валентина Евгеньевна Черепанова (RU)
Валентина Евгеньевна Черепанова
Елена Михайловна Карева (RU)
Елена Михайловна Карева
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП "МОКБ "Марс")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП "МОКБ "Марс") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП "МОКБ "Марс")
Priority to RU2008120904/28A priority Critical patent/RU2367992C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2367992C1 publication Critical patent/RU2367992C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: physics, control.
SUBSTANCE: invention is related to the field of instrument making and may find application in board systems of automatic control of aircrafts with realisation of coordinated turn modes. In order to achieve this result, control device comprises detector of heeling angle, detector of heeling angular speed, course angle detector, detector of angular speed by course, the first and second summing amplifiers, setter of control signal by course, the first and second subtraction units, inverting amplifier, the first and second nonlinear elements with limitation.
EFFECT: expansion of functional resources and high dynamic accuracy of control.
1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам управления для бортовых систем автоматического управления летательными аппаратами с реализацией режимов координированных разворотов.The invention relates to control devices for on-board automatic control systems for aircraft with the implementation of coordinated U-turns.

Известны устройства управления для систем, в которых каналы управления креном и курсом содержат элементы вычитания и суммирующие усилители, формирующие по задающим воздействиям и сигналам датчиков состояния управляющие воздействия на исполнительные приводы летательного аппарата [1].Known control devices for systems in which the roll and heading control channels contain subtraction elements and summing amplifiers that form control actions on the executive drives of the aircraft from the driving actions and signals of the state sensors [1].

Недостатком такой реализации является ограниченность возможностей управления и невысокая динамическая точность.The disadvantage of this implementation is the limited control capabilities and low dynamic accuracy.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство координированного управления летательным аппаратом, содержащее инвертирующий усилитель, последовательно соединенные датчик угловой скорости по крену и первый суммирующий усилитель, последовательно соединенные задатчик сигнала управления по курсу, первый блок вычитания и второй суммирующий усилитель, второй вход которого соединен с выходом датчика угловой скорости по курсу, последовательно соединенные первый нелинейный элемент с ограничением, второй блок вычитания, выход которого соединен с первым суммирующим усилителем, а второй вход с выходом датчика угла крена, датчик угла курса, выход которого соединен со вторым входом первого блока вычитания [2].Closest to the proposed invention is a coordinated control device for an aircraft, comprising an inverting amplifier, serially connected roll angular velocity sensor and a first summing amplifier, serially connected heading control signal adjuster, a first subtraction unit and a second summing amplifier, the second input of which is connected to the output heading angular velocity sensor, sequentially connected the first nonlinear element with restriction, the second block of subtraction, the output of which is connected to the first summing amplifier, and the second input to the output of the roll angle sensor, the heading angle sensor, the output of which is connected to the second input of the first subtraction unit [2].

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности и невысокая динамическая точность управления.A disadvantage of the known device is its limited functionality and low dynamic control accuracy.

Решаемой в предложенной системе управления технической задачей является расширение функциональных возможностей и повышение динамической точности управления. Предложенным построением устройства управления достигается функциональная возможность достижения максимальной интенсивности управления и увеличение динамической точности.The technical problem to be solved in the proposed control system is to expand the functionality and increase the dynamic control accuracy. The proposed construction of the control device achieves the functionality to achieve maximum control intensity and increase dynamic accuracy.

Указанный технический результат достигается тем, что в известное устройство координированного управления летательным аппаратом, содержащее инвертирующий усилитель, последовательно соединенные датчик угловой скорости по крену и первый суммирующий усилитель, последовательно соединенные задатчик сигнала управления по курсу, первый блок вычитания и второй суммирующий усилитель, второй вход которого соединен с выходом датчика угловой скорости по курсу, последовательно соединенные первый нелинейный элемент с ограничением, второй блок вычитания, выход которого соединен с первым суммирующим усилителем, а второй вход с выходом датчика угла крена, датчик угла курса, выход которого соединен со вторым входом первого блока вычитания, дополнительно введен второй нелинейный элемент с ограничением, вход которого соединен с выходом первого суммирующего усилителя, а выход является выходом устройства, при этом выход второго суммирующего усилителя соединен через инвертирующий усилитель со входом первого нелинейного элемента с ограничением.The specified technical result is achieved by the fact that in a known device for coordinated control of an aircraft, comprising an inverting amplifier, serially connected roll angular velocity sensor and a first summing amplifier, serially connected heading signal control unit, the first subtraction unit and the second summing amplifier, the second input of which connected to the output of the angular velocity sensor along the course, the first nonlinear element with restriction, the second block connected in series a subtraction, the output of which is connected to the first summing amplifier, and the second input with the output of the roll angle sensor, the heading angle sensor, the output of which is connected to the second input of the first subtraction unit, is additionally introduced a second nonlinear element with a restriction, the input of which is connected to the output of the first summing amplifier, and the output is the output of the device, while the output of the second summing amplifier is connected through an inverting amplifier to the input of the first nonlinear element with restriction.

Действительно, при этом обеспечивается максимальная отработка угла курса посредством маневров по крену, т.е. расширение зоны разворотов с большими углами крена.Indeed, this ensures maximum working out of the course angle by means of roll maneuvers, i.e. widening of U-turns with large roll angles.

На чертеже представлена структурная схема устройства координированного управления.The drawing shows a structural diagram of a coordinated control device.

Устройство координированного управления летательным аппаратом содержит инвертирующий усилитель 1 (ИУ), последовательно соединенные датчик угловой скорости по крену 2 (ДУСКр) и первый суммирующий усилитель 3 (1 СУ), последовательно соединенные задатчик сигнала управления по курсу 4 (ЗСУКур), первый блок вычитания 5 (1БВ) и второй суммирующий усилитель 6 (2СУ), второй вход которого соединен с выходом датчика угловой скорости по курсу 7 (ДУСКур), последовательно соединенные первый нелинейный элемент с ограничением 8 (1НЭСО), второй блок вычитания 9 (2БВ), выход которого соединен с первым суммирующим усилителем 3, а второй вход с выходом датчика угла крена 10 (ДУКр), датчик угла курса 11 (ДУКур), выход которого соединен со вторым входом первого блока вычитания 5. Кроме того, устройство содержит второй нелинейный элемент с ограничением 12 (2НЭСО), вход которого соединен с выходом первого суммирующего усилителя 3, а выход является выходом устройства, при этом выход второго суммирующего усилителя 6 соединен через инвертирующий усилитель 1 со входом первого нелинейного элемента с ограничением 8.The coordinated control device of the aircraft contains an inverting amplifier 1 (DUT), a serially connected roll angular velocity sensor 2 (DUSKr) and a first summing amplifier 3 (1 SU), a serially connected control signal setter in direction 4 (ZSUKur), the first subtraction unit 5 (1BV) and the second summing amplifier 6 (2СУ), the second input of which is connected to the output of the angular velocity sensor at the rate of 7 (DUSKur), the first nonlinear element with restriction 8 (1NESO), the second subtraction unit 9 (2 B), the output of which is connected to the first summing amplifier 3, and the second input to the output of the angle sensor 10 (DUKr), the angle sensor 11 (DUKur), the output of which is connected to the second input of the first subtraction unit 5. In addition, the device contains a second a nonlinear element with a limitation of 12 (2NESO), the input of which is connected to the output of the first summing amplifier 3, and the output is the output of the device, while the output of the second summing amplifier 6 is connected through an inverting amplifier 1 to the input of the first nonlinear element with a limit of 8.

Устройство координированного управления работает следующим образом.The coordinated control device operates as follows.

Основные сигналы управления в каналах курса σΨ и крена σγ формируются, соответственно, блоками 4, 5, 6, 7, 11 канала курса и 1, 2, 3, 9 канала крена:The main control signals in the channels of the course σ Ψ and roll σ γ are formed, respectively, by blocks 4, 5, 6, 7, 11 of the channel of the course and 1, 2, 3, 9 of the roll channel:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

где К1ψ, K2ψ - передаточные коэффициенты второго суммирующего усилителя 6;where K 1ψ , K 2ψ - gear ratios of the second summing amplifier 6;

Δψ - сигнал рассогласования по курсу на выходе первого блока вычитания 5;Δψ is the error signal at the output of the first block of subtraction 5;

ψ - сигнал датчика угла курса 11;ψ is the signal of the heading angle sensor 11;

ψзад - задающий сигнал по курсу на выходе задатчика сигнала управления по курсу 4;ψ ass - a reference signal at the heading at the output of the control signal setter at heading 4;

ωу - сигнал датчика угловой скорости по курсу 7;ω y - the signal of the angular velocity sensor at the rate of 7;

К1γ, К2γ - передаточные коэффициенты первого суммирующего усилителя 3;To 1γ , To 2γ - gear ratios of the first summing amplifier 3;

Δγ - сигнал рассогласования по крену на выходе второго блока вычитания 9;Δγ is the roll mismatch signal at the output of the second subtraction block 9;

γ - сигнал датчика угла крена 10;γ is the signal of the roll angle sensor 10;

γупр - управляющий сигнал по крену на выходе нелинейного элемента с ограничением 8;γ control - roll signal at the output of a nonlinear element with a limit of 8;

ωх - сигнал датчика угловой скорости по крену 2.ω x - the signal of the angular velocity sensor roll 2.

Сигнал γупр. формируется специальным каналом координированного управления, подключенным входом по сигналу σψ - к выходу второго суммирующего усилителя 6, а выходом ко входу второго блока вычитания 9. Канал содержит последовательно соединенные блоки 1 и 8. Формирование сигнала γупр. по сигналу курса σΨ позволяет в целом достичь требуемых демпфирующих свойств процессов движения по крену.Signal γ control formed by a special coordinated control channel, connected by an input signal σ ψ - to the output of the second summing amplifier 6, and output to the input of the second subtraction unit 9. The channel contains series-connected blocks 1 and 8. Signal generation γ control. by the signal of the course, σ Ψ makes it possible, on the whole, to achieve the required damping properties of roll processes.

Устройство координированного управления работает в режиме стабилизации и управления значений ψзад через канал крена. А именно. При отработке больших сигналов ψзад канал курса формирует σψ, а канал крена - в режиме координированного управления с отработкой сигнала γупр≠0 и с инвертированием и ограничением сигнала σψ.The coordinated control device operates in the mode of stabilization and control of ψ ass values through the roll channel. Namely. When processing large signals ψ, the back channel of the course generates σ ψ , and the roll channel in the mode of coordinated control with the processing of the signal γ control ≠ 0 and with inversion and limitation of the signal σ ψ .

Инвертирующий усилитель 1 этого канала устройства позволяет реализовать сам принцип координированного управления благодаря инвертизации входного сигнала и выбрать оптимальное значение степени усиления. Первый нелинейный элемент с ограничением 8 обеспечивает требуемое ограничение сигнала γупр для канала крена в соответствии с техническими ограничениями на летательный аппарат по углу крена. Второй нелинейный элемент с ограничением 12 обеспечивает выполнение ограничения координированного сигнала управления для подачи на рулевой привод летательного аппарата.The inverting amplifier 1 of this channel of the device allows you to realize the principle of coordinated control by inverting the input signal and choosing the optimal value of the degree of amplification. The first nonlinear element with a limit of 8 provides the required signal limitation γ control for the roll channel in accordance with the technical restrictions on the aircraft in roll angle. The second non-linear element with a restriction of 12 provides for the implementation of the restrictions of the coordinated control signal for supplying to the steering gear of the aircraft.

Все блоки устройства управления являются стандартными и могут быть реализованы на элементах автоматики и вычислительной техники.All blocks of the control device are standard and can be implemented on the elements of automation and computer technology.

Таким образом, предложенное устройство управления позволяет расширить функциональные возможности системы и повысить динамическую точность управления.Thus, the proposed control device allows you to expand the functionality of the system and increase the dynamic accuracy of control.

Источники информацииInformation sources

1. И.А.Михалев и др. Системы автоматического управления самолетом. - М.: Машиностроение, 1987 г., с.174.1. I. A. Mikhalev and other systems of automatic control of the aircraft. - M.: Mechanical Engineering, 1987, p. 174.

2. Патент РФ №2237269 от 03.04.2003 г., G05D 1/08.2. RF patent No. 2237269 dated 04/03/2003, G05D 1/08.

Claims (1)

Устройство координированного управления летательным аппаратом, содержащее инвертирующий усилитель, последовательно соединенные датчик угловой скорости по крену и первый суммирующий усилитель, последовательно соединенные задатчик сигнала управления по курсу, первый блок вычитания и второй суммирующий усилитель, второй вход которого соединен с выходом датчика угловой скорости по курсу, последовательно соединенные первый нелинейный элемент с ограничением, второй блок вычитания, выход которого соединен с первым суммирующим усилителем, а второй вход с выходом датчика угла крена, датчик угла курса, выход которого соединен со вторым входом первого блока вычитания, отличающееся тем, что оно содержит второй нелинейный элемент с ограничением, вход которого соединен с выходом первого суммирующего усилителя, а выход является выходом устройства, при этом выход второго суммирующего усилителя соединен через инвертирующий усилитель со входом первого нелинейного элемента с ограничением. A device for coordinated control of an aircraft, comprising an inverting amplifier, a roll angular velocity sensor connected in series and a first summing amplifier, a heading control signal set in series, a first subtraction unit and a second summing amplifier, the second input of which is connected to the heading of the angular velocity sensor, series-connected first non-linear element with a restriction, the second subtraction unit, the output of which is connected to the first summing amplifier m, and the second input with the output of the roll angle sensor, the heading angle sensor, the output of which is connected to the second input of the first subtraction unit, characterized in that it contains a second nonlinear element with a restriction, the input of which is connected to the output of the first summing amplifier, and the output is the output devices, while the output of the second summing amplifier is connected through an inverting amplifier to the input of the first nonlinear element with restriction.
RU2008120904/28A 2008-05-28 2008-05-28 Adaptive device of aircraft coordinated control RU2367992C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008120904/28A RU2367992C1 (en) 2008-05-28 2008-05-28 Adaptive device of aircraft coordinated control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008120904/28A RU2367992C1 (en) 2008-05-28 2008-05-28 Adaptive device of aircraft coordinated control

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2367992C1 true RU2367992C1 (en) 2009-09-20

Family

ID=41168076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008120904/28A RU2367992C1 (en) 2008-05-28 2008-05-28 Adaptive device of aircraft coordinated control

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2367992C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444044C1 (en) * 2010-10-13 2012-02-27 Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ") Device to control trajectory of aircraft when flying along route
RU2444775C1 (en) * 2010-10-13 2012-03-10 Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ") Method of controlling trajectory of aircraft flying in route
RU2473107C1 (en) * 2012-01-31 2013-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") Method of generating digital-analogue control signal for onboard angular motion control systems of unmanned aerial vehicles and device for realising said method
RU2490686C1 (en) * 2012-06-05 2013-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") Method of generating signal to control aircraft angular flight and device to this end
RU2491602C1 (en) * 2012-06-05 2013-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") Method of generating digital/analogue signal for stabilising angular position of aircraft on heading and apparatus for realising said method
RU2491600C1 (en) * 2012-06-05 2013-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") Method of generating digital/analogue adaptive signal for stabilising angular position of aircraft on heading and apparatus for realising said method
RU2532720C1 (en) * 2013-04-23 2014-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") Aircraft dual channel coordinated controller

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Михалев И.А. и др. Системы автоматического управления самолетом. - М.: Машиностроение, 1987, с.174. Боднер В.А. Теория автоматического управления полетом. - М.: Наука, 1964, с.113. Бортовые системы управления полетом. / Под общей редакцией Ю.В.Байбородина. - М.: Транспорт, 1975, с.103-108. Шаров С.Н. Основы проектирования координаторов систем управления движущимися объектами. Учебное пособие. - М.: Гос. Ком СССР по народному образованию, 1990, с.4. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444044C1 (en) * 2010-10-13 2012-02-27 Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ") Device to control trajectory of aircraft when flying along route
RU2444775C1 (en) * 2010-10-13 2012-03-10 Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ") Method of controlling trajectory of aircraft flying in route
RU2473107C1 (en) * 2012-01-31 2013-01-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") Method of generating digital-analogue control signal for onboard angular motion control systems of unmanned aerial vehicles and device for realising said method
RU2490686C1 (en) * 2012-06-05 2013-08-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") Method of generating signal to control aircraft angular flight and device to this end
RU2491602C1 (en) * 2012-06-05 2013-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") Method of generating digital/analogue signal for stabilising angular position of aircraft on heading and apparatus for realising said method
RU2491600C1 (en) * 2012-06-05 2013-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") Method of generating digital/analogue adaptive signal for stabilising angular position of aircraft on heading and apparatus for realising said method
RU2532720C1 (en) * 2013-04-23 2014-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") Aircraft dual channel coordinated controller

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2367992C1 (en) Adaptive device of aircraft coordinated control
RU2310899C1 (en) Method for normalization of control and stabilization signal of longitudinal-balancing motion of flight vehicle and device for its realization
RU2569580C2 (en) Method of formation of adaptive signal of control and stabilisation of angular movement of aircraft, and device for its implementation
RU2367993C1 (en) Adaptive device of aircraft coordinated control
RU2394263C1 (en) Adaptive device to generate signal controlling aircraft lengthwise-equalising motion
RU2554515C1 (en) Aircraft adaptive coordinated controller
RU2460113C1 (en) Method of generating integral adaptive signal for stabilising gliding motion of unmanned aircraft and apparatus for realising said method
RU2237269C1 (en) Control device for system of coordinated control of flight vehicle
RU182886U1 (en) ANGULAR STABILIZATION SYSTEM
RU2647405C1 (en) Adaptive system with reference model for control of aircraft
RU194542U1 (en) ANGULAR STABILIZATION SYSTEM
RU2459744C1 (en) Method of generating integral signal of drone gliding stabilisation and device to this end
RU2532720C1 (en) Aircraft dual channel coordinated controller
RU186492U1 (en) ANGULAR STABILIZATION SYSTEM
RU2490686C1 (en) Method of generating signal to control aircraft angular flight and device to this end
RU2631736C1 (en) Method for forming lateral-directional signals of non-stationary unmanned aerial vehicle with adaptive-functional correction and a device for its implementation
RU2339990C1 (en) Method of generating signal for aircraft lateral guidance and device for implementing method
RU76473U1 (en) ANGULAR STABILIZATION SYSTEM
RU2303805C1 (en) Control unit of flight vehicle pitch channel
RU2491602C1 (en) Method of generating digital/analogue signal for stabilising angular position of aircraft on heading and apparatus for realising said method
RU67737U1 (en) DEVICE FORMING A SIGNAL FOR CONTROL OF THE LATERAL MOVEMENT OF THE AIRCRAFT
EP2911019A1 (en) Control device for astatic system having dead time
RU2541903C1 (en) Multimode d/a drone angular pitch control device
CN115675637B (en) Vehicle control method, device, electronic equipment and computer readable medium
RU2251136C1 (en) System for controlling pilot-free aircraft by roll and pitch angles

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200529