RU2367993C1 - Adaptive device of aircraft coordinated control - Google Patents
Adaptive device of aircraft coordinated control Download PDFInfo
- Publication number
- RU2367993C1 RU2367993C1 RU2008120906/28A RU2008120906A RU2367993C1 RU 2367993 C1 RU2367993 C1 RU 2367993C1 RU 2008120906/28 A RU2008120906/28 A RU 2008120906/28A RU 2008120906 A RU2008120906 A RU 2008120906A RU 2367993 C1 RU2367993 C1 RU 2367993C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- control
- input
- detector
- aircraft
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
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].
Недостатками такой реализации являются ограниченность возможностей управления и невысокая динамическая точность.The disadvantages of this implementation are 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 датчик угла крена и второй блок вычитания, выход которого соединен с первым суммирующим усилителем, 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, series-connected roll angle sensor and a second subtraction unit, the output of which is connected n with the first summing amplifier, a heading angle sensor, the output of which is connected to the second input of the first subtraction unit [2].
Недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные возможности и невысокая динамическая точность управления в нестационарных условиях применения летательного аппарата - при переменной скорости и высоте его полета.The disadvantages of the known device are limited functionality and low dynamic control accuracy in non-stationary conditions of use of the aircraft - at a variable speed and altitude.
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 при изменяющихся скорости и высоте полета летательного аппарата.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 with varying speed and altitude of the aircraft.
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 датчик угла крена и второй блок вычитания, выход которого соединен с первым суммирующим усилителем, датчик угла курса, выход которого соединен со вторым входом первого блока вычитания, дополнительно введены последовательно соединенные датчик скоростного напора и функциональный нелинейный элемент с управляемым ограничением, второй вход которого соединен с выходом инвертирующего усилителя, а выход - со вторым входом второго блока вычитания, нелинейный элемент с ограничением, вход которого соединен с выходом первого суммирующего усилителя, а выход является выходом устройства, при этом выход второго суммирующего усилителя соединен со входом инвертирующего усилителя.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 in the direction, the roll angle sensor and the second subtraction unit are connected in series, the output of which connected to the first summing amplifier, the heading angle sensor, the output of which is connected to the second input of the first subtraction unit, is additionally introduced in series with a pressure head sensor and a functional nonlinear element with controlled limitation, the second input of which is connected to the output of the inverting amplifier, and the output is connected to the second the input of the second subtraction unit, a 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 the second summing amplifier is connected to the input of the inverting amplifier.
Действительно, при этом обеспечивается максимальная отработка угла курса посредством маневров по крену при изменяющихся условиях полета летательного аппарата по скорости и высоте.Indeed, this ensures maximum working out of the course angle by roll maneuvers under varying flight conditions of the aircraft in speed and height.
На чертеже представлена структурная схема адаптивного устройства координированного управления летательным аппаратом.The drawing shows a structural diagram of an adaptive device for coordinated control of an aircraft.
Адаптивное 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 датчик угла крена 8 (ДУКр) и второй блок вычитания 9 (2БВ), выход которого соединен со вторым входом первого суммирующего усилителя 3, датчик угла курса 10 (ДУКур), выход которого соединен со вторым входом первого блока вычитания 5. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные датчик скоростного напора 11 (ДСН) и функциональный нелинейный элемент с управляемым ограничением 12 (ФНЭУО), второй вход которого соединен с выходом инвертирующего усилителя 1, а выход - со вторым входом второго блока вычитания 9, нелинейный элемент с ограничением 13 (НЭСО), вход которого соединен с выходом первого суммирующего усилителя 3, а выход является выходом устройства, при этом выход второго суммирующего усилителя 6 соединен со входом инвертирующего усилителя 1.The adaptive device for coordinated control of the aircraft contains an inverting amplifier 1 (DUT), a roll angle sensor 2 (DSCr) and a first totalizing amplifier 3 (1 DSC), a series-connected control signal setter in the course 4 (ZSUKur), the first subtraction unit 5 (1BV) and a 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 (ДУСКур), the roll angle sensor 8 (ДУКр) and the second subtraction block 9 (2БВ) are connected in series, the output to The head is connected to the second input of the
Адаптивное устройство координированного управления работает следующим образом.An adaptive coordinated control device operates as follows.
Основные сигналы управления в каналах курса σΨ и крена σγ формируются соответственно блоками 4, 5, 6, 7, 10 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
где K1Ψ, 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
ψ - сигнал датчика угла курса 10;ψ is the signal of the
Δψзад. - задающий сигнал по курсу на выходе задатчика сигнала управления по курсу 4;Δψ ass - a reference signal at the heading at the output of the control signal setter at
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
Δγ - сигнал рассогласования по крену на выходе второго блока вычитания 9;Δγ is the roll mismatch signal at the output of the
γ - сигнал датчика угла крена 8;γ is the signal of the
γупр - управляющий сигнал по крену на выходе функционального нелинейного элемента с управляемым ограничением 12;γ control - roll signal at the output of the functional nonlinear element with controlled restriction 12;
ωх - сигнал датчика угловой скорости по крену 2.ω x - the signal of the angular
При этом 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. Этот канал содержит последовательно соединенные блоки 1 и 12. Формирование сигнала γупр по сигналу курса σψ позволяет в целом достичь требуемых демпфирующих свойств процессов движения по крену.In this case, the signal γ control is generated by a special coordinated control channel connected by the input of the signal σ ψ to the output of the second summing amplifier 6, and by the output to the input of the
Адаптивное устройство координированного управления работает в режиме стабилизации и управления значений ψзад. через канал крена. А именно, при отработке больших сигналов ψзад канал курса формирует сигнал σψ, а канал крена - в режиме координированного управления с отработкой сигнала γупр.≠0 и с инвертированием и ограничением сигнала σψ.The adaptive 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 channel generates a signal σ ψ , and the roll channel - in the mode of coordinated control with signal processing γ exercise. ≠ 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. Функциональный нелинейный элемент с ограничением 12 обеспечивает требуемое ограничение сигнала γупр. для канала крена в соответствии с техническими ограничениями на летательный аппарат по углу крена и в прямо пропорциональной зависимости от скоростного напора q, поступающего от датчика 11. Нелинейный элемент с ограничением 13 обеспечивает выполнение ограничения сигнала канала крена σγ для подачи на рулевые приводы летательного аппарата по крену.The inverting
Действительно, в соответствии, например, с [3] угол курса ψ летательного аппарата в координированном движении связан с углом крена γ интегральной зависимостью:Indeed, in accordance with, for example, [3], the angle ψ of the aircraft in a coordinated movement is related to the angle of heel γ by the integral dependence:
где коэффициент Кγ имеет вид:where the coefficient K γ has the form:
где g - ускорение свободного падения;where g is the acceleration of gravity;
m - масса летательного аппарата;m is the mass of the aircraft;
s - характерная площадь летательного аппарата;s is the characteristic area of the aircraft;
υ - угол тангажа;υ is the pitch angle;
q - скоростной напор.q - velocity head.
Таким образом, уравнение (6) можно записать:Thus, equation (6) can be written:
где .Where .
Тогда уравнение (5) примет вид:Then equation (5) takes the form:
Приняв с точностью до динамики γ≈γупр, получим:Accepting up to the dynamics of γ≈γ control , we obtain:
Изменение высоты и скорости определяется для данного анализа и построения устройства управления величиной скоростного напора q.The change in height and speed is determined for this analysis and the construction of a device for controlling the value of the pressure head q.
Для сохранения стабильности соотношения:To maintain the stability of the ratio:
вводится в блоке 12 прямо пропорциональное изменение уровня ограничения γупр в функции от q.in block 12, a directly proportional change in the level of restriction γ control is introduced as a function of q.
Все блоки устройства управления являются стандартными и могут быть реализованы на элементах автоматики и вычислительной техники, например, по [4, 5].All blocks of the control device are standard and can be implemented on the elements of automation and computer technology, for example, according to [4, 5].
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, с.174.1. I. A. Mikhalev and other systems of automatic control of the aircraft. M .: Engineering, 1987, p. 174.
2. Патент РФ №2237269, от 03.04.2003 г., G05D 1/08.2. RF patent No. 2237269, dated 03.04.2003,
3. В.А.Боднер. Теория автоматического управления полетом. М.: Наука, 1964, с.113÷117 и с.42.3. V.A. Bodner. Theory of automatic flight control. M .: Nauka, 1964, pp. 113 ÷ 117 and p. 42.
4. В.Б.Смолов. Функциональные преобразователи информации. Л.: Энергоиздат, Ленинградское отделение, 1981, с.22, 41.4. V. B. Smolov. Functional information converters. L .: Energy Publishing House, Leningrad Branch, 1981, p. 22, 41.
5. А.У.Ялышев, О.И.Разоренов. Многофункциональные аналоговые регулирующие устройства автоматики. М.: Машиностроение, 1981, с.107, 126.5. A.U. Yalyshev, O. I. Razorenov. Multifunctional analog control devices for automation. M.: Mechanical Engineering, 1981, p. 107, 126.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008120906/28A RU2367993C1 (en) | 2008-05-28 | 2008-05-28 | Adaptive device of aircraft coordinated control |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008120906/28A RU2367993C1 (en) | 2008-05-28 | 2008-05-28 | Adaptive device of aircraft coordinated control |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2367993C1 true RU2367993C1 (en) | 2009-09-20 |
Family
ID=41168077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008120906/28A RU2367993C1 (en) | 2008-05-28 | 2008-05-28 | Adaptive device of aircraft coordinated control |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2367993C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
RU2554515C1 (en) * | 2014-03-04 | 2015-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") | Aircraft adaptive coordinated controller |
-
2008
- 2008-05-28 RU RU2008120906/28A patent/RU2367993C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
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. Ялышев А.У., Разоренов О.И. Многофункциональные аналоговые регулирующие устройства автоматики. - М.: Машиностроение, 1981, с.107, 126. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
RU2554515C1 (en) * | 2014-03-04 | 2015-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") | Aircraft adaptive coordinated controller |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2367992C1 (en) | Adaptive device of aircraft coordinated control | |
RU2348903C1 (en) | Method of determination of navigating parameters by gimballess inertial navigating system | |
RU2367993C1 (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 | |
RU2394263C1 (en) | Adaptive device to generate signal controlling aircraft lengthwise-equalising motion | |
RU2554515C1 (en) | Aircraft adaptive coordinated controller | |
RU2279119C1 (en) | Adaptive system for controlling flight height of an aircraft | |
RU2460113C1 (en) | Method of generating integral adaptive signal for stabilising gliding motion of unmanned aircraft and apparatus for realising said method | |
RU182886U1 (en) | ANGULAR STABILIZATION SYSTEM | |
RU2387578C1 (en) | System for automatic control of highly-maneuverable aircraft flight | |
RU186492U1 (en) | ANGULAR STABILIZATION SYSTEM | |
RU2647405C1 (en) | Adaptive system with reference model for control of aircraft | |
RU194542U1 (en) | ANGULAR STABILIZATION SYSTEM | |
RU2490686C1 (en) | Method of generating signal to control aircraft angular flight and device to this end | |
RU2237269C1 (en) | Control device for system of coordinated control of flight vehicle | |
RU2459744C1 (en) | Method of generating integral signal of drone gliding stabilisation and device to this end | |
RU2305308C1 (en) | Onboard digital-analog adaptive system for controlling banking movement of aircraft | |
RU2491602C1 (en) | Method of generating digital/analogue signal for stabilising angular position of aircraft on heading and apparatus for realising said method | |
RU2303805C1 (en) | Control unit of flight vehicle pitch channel | |
RU2532720C1 (en) | Aircraft dual channel coordinated controller | |
JPH06161556A (en) | Automatic pilot device | |
RU2631736C1 (en) | Method for forming lateral-directional signals of non-stationary unmanned aerial vehicle with adaptive-functional correction and a device for its implementation | |
RU2541903C1 (en) | Multimode d/a drone angular pitch control device | |
RU67737U1 (en) | DEVICE FORMING A SIGNAL FOR CONTROL OF THE LATERAL MOVEMENT OF THE AIRCRAFT |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200529 |