RU2587773C2 - Method for rough control by spatial movement of aircraft and system therefor - Google Patents
Method for rough control by spatial movement of aircraft and system therefor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2587773C2 RU2587773C2 RU2014140091/11A RU2014140091A RU2587773C2 RU 2587773 C2 RU2587773 C2 RU 2587773C2 RU 2014140091/11 A RU2014140091/11 A RU 2014140091/11A RU 2014140091 A RU2014140091 A RU 2014140091A RU 2587773 C2 RU2587773 C2 RU 2587773C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- angle
- yaw
- roll
- adder
- control
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 230000005477 standard model Effects 0.000 claims description 3
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C13/00—Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
- B64C13/02—Initiating means
- B64C13/16—Initiating means actuated automatically, e.g. responsive to gust detectors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области систем управления, а именно к системам автоматического управления нестационарным объектом, в частности к способам и системам управления пространственным движением самолета.The invention relates to the field of control systems, and in particular to systems for automatic control of a non-stationary object, in particular to methods and systems for controlling the spatial movement of an aircraft.
Известен способ пространственного управления самолетом [1], заключающийся в том, что формируют сигнал задания по углу крена, формируют сигнал задания по углу рыскания, измеряют угол крена, измеряют угол рыскания, измеряют угол тангажа, формируют сигналы управления по углу крена и по углу рыскания.A known method of spatial control of the aircraft [1], which consists in the fact that they form the reference signal by the angle of heel, form the reference signal by the yaw angle, measure the angle of heel, measure the yaw angle, measure the pitch angle, generate control signals by the angle of heel and the yaw angle .
Известна система управления самолетом [1], содержащая последовательно соединенные задатчик угла рыскания, первый регулятор, первое исполнительное устройство и объект управления (самолет), последовательно соединенные задатчик угла крена, второй регулятор и второе исполнительное устройство, выход которого соединен со вторым входом объекта управления, первый выход которого соединен через датчик угла рыскания с первыми входами первого и второго регуляторов, второй выход через датчик угла тангажа соединен со вторыми входами первого и второго регуляторов, третий выход через датчик угла крена соединен с третьими входами первого и второго регуляторов, к четвертым входам которых подключены соответственно задатчик угла рыскания и задатчик угла крена.A known aircraft control system [1], comprising serially connected yaw angle adjuster, a first controller, a first actuator and a control object (airplane), serially connected roll angle adjuster, a second regulator and a second actuator, the output of which is connected to the second input of the control object, the first output of which is connected through the yaw angle sensor to the first inputs of the first and second controllers, the second output through the pitch angle sensor is connected to the second inputs of the first and second of the regulators, the third output through the roll angle sensor is connected to the third inputs of the first and second controllers, the yaw angle adjuster and the roll angle adjuster are respectively connected to the fourth inputs of them.
К недостаткам известных способа и системы управления пространственным движением самолета относится изменение качества переходного процесса и потеря устойчивости системы управления при нестационарных параметрах самолета, которые меняются в процессе полета на разных высотах и при действии адаптивных помех (например, в виде действия ветра).The disadvantages of the known method and system for controlling the spatial movement of the aircraft include a change in the quality of the transient process and the loss of stability of the control system with non-stationary parameters of the aircraft, which change during flight at different altitudes and under the influence of adaptive interference (for example, in the form of wind).
С целью обеспечения устойчивости движения и обеспечения заданного желаемого вида переходных процессов при действии координатных f(t) и параметрических F(t) помех способ управления отличается тем, что формируют эталонный сигнал по углу крена, формируют эталонный сигнал по углу рыскания, определяют первый сигнал разности между эталонным сигналом по углу крена и углом крена, определяют второй сигнал разности между эталонным сигналом по углу рыскания и углом рыскания, первый сигнал разности отдельно интегрируют, дифференцируют, масштабируют и суммируют с сигналом управления по углу крена, второй сигнал разности отдельно масштабируют, дифференцируют, интегрируют и суммируют их с сигналом управления по углу тангажа, а система управления отличается тем, что дополнительно содержит две эталонные модели, шесть усилителей, четыре сумматора, два дифференциатора и два интегратора, выход задатчика угла рыскания через последовательно соединенные первую эталонную модель, первый сумматор, первый усилитель, первый интегратор и второй сумматор подключен к пятому входу первого регулятора, выход задатчика угла крена через последовательно соединенные вторую эталонную модель, третий сумматор, второй усилитель, второй интегратор и четвертый сумматор подключен к пятому входу второго регулятора, выход первого сумматора соединен со вторым входом второго сумматора через последовательно соединенные третий усилитель и первый дифференциатор, а с третьим входом второго сумматора - через четвертый усилитель, выход третьего сумматора подключен ко второму входу четвертого сумматора через последовательно соединенные пятый усилитель и второй дифференциатор, а к третьему входу - через шестой усилитель.In order to ensure stability of motion and provide the desired desired type of transients under the action of coordinate f (t) and parametric F (t) interference, the control method is different in that they generate a reference signal by the angle of heel, form the reference signal by the yaw angle, determine the first difference signal between the reference signal for the angle of heel and the angle of heel, determine the second difference signal between the reference signal for the yaw angle and the yaw angle, the first difference signal is separately integrated, differentiated, scaled and they are summed with a roll angle control signal, the second difference signal is separately scaled, differentiated, integrated and summed with a pitch angle control signal, and the control system is characterized in that it additionally contains two reference models, six amplifiers, four adders, two differentiators and two integrators, the output of the yaw angle adjuster through series-connected first reference model, the first adder, the first amplifier, the first integrator and the second adder is connected to the fifth input of the first regulator a, the output of the roll angle adjuster through the second standard model, the third adder, the second amplifier, the second integrator and the fourth adder connected in series to the fifth input of the second controller, the output of the first adder is connected to the second input of the second adder through the third amplifier and the first differentiator, connected in series, and with the third input of the second adder through the fourth amplifier, the output of the third adder is connected to the second input of the fourth adder through the fifth force connected in series spruce and second differentiator, and the third entry - through the sixth power.
Изобретение поясняется чертежом, на котором приняты следующие обозначения:The invention is illustrated in the drawing, which adopted the following notation:
1 - первая эталонная модель;1 - the first reference model;
2 - первый сумматор;2 - the first adder;
3, 4, 5 - соответственно первый, третий и четвертый усилители;3, 4, 5 - respectively, the first, third and fourth amplifiers;
6 - первый интегратор;6 - the first integrator;
7 - второй дифференциатор;7 - second differentiator;
8 - второй сумматор;8 - the second adder;
9 - первый регулятор;9 - the first regulator;
10 - первое исполнительное устройство;10 - the first actuator;
11 - объект управления (самолет);11 - control object (plane);
12 - датчик угла рыскания;12 - yaw angle sensor;
13 - второй регулятор;13 - the second regulator;
14 - второе исполнительное устройство;14 - second actuator;
15 - датчик угла тангажа;15 - pitch angle sensor;
16 - датчик угла крена;16 - roll angle sensor;
17, 18 - соответственно второй и пятый усилители;17, 18 - respectively, the second and fifth amplifiers;
19 - второй интегратор;19 - second integrator;
20 - второй дифференциатор;20 - second differentiator;
21 - шестой усилитель;21 - the sixth amplifier;
22 - вторая эталонная модель;22 - the second reference model;
23 - третий сумматор;23 - the third adder;
24 - задатчик угла рыскания;24 - yaw angle adjuster;
25 - задатчик угла крена;25 - roll angle adjuster;
26 - четвертый сумматор.26 - the fourth adder.
Рассматриваются линейный объект управления 11 первого порядка, исполнительные устройства 10 и 14 первого порядка, датчики углов рыскания 12 и крена 16 безынерционные.We consider a
В [1] показано каким образом сформировать управления δ1(t) и δ2(t), которые позволяют независимо друг от друга управлять соответственно углом рыскания ψ(t) и углом крена φ(t). Однако при действии координатных f(t) и параметрических F(t) помех значения ψ(t) и φ(t) на выходе объекта управления 11 меняются и не соответствуют, в общем случае, заданным соответственно ψ2(t) и φ2(t). При этом может быть значительное отклонение переходных процессов от желаемых. Изменение параметров объекта управления 11 под действием помех F(t) может привести к потере устойчивости при широком диапазоне изменения параметров самолета на разных высотах полета.In [1], it was shown how to form the controls δ 1 (t) and δ 2 (t), which allow one to independently control yaw angle ψ (t) and roll angle φ (t), respectively. However, under the action of coordinate f (t) and parametric F (t) interference, the values ψ (t) and φ (t) at the output of the
Функционирование системы по двум идентичным каналам управления самолетом по углу рыскания ψ(t) и крена φ(t) представлено в [1].The functioning of the system through two identical aircraft control channels along the yaw angle ψ (t) and roll angle φ (t) is presented in [1].
Канал управления по углу рыскания состоит из последовательно соединенных задатчика угла рыскания 24, первого регулятора 9, первого исполнительного устройства 10, объекта управления 11 и датчика угла рыскания 12, выход которого соединен первыми входами первого 9 и второго 11 регуляторов.The yaw angle control channel consists of serially connected
По углу крена φ(t) объекта управления 11 аналогично каналу управления по углу рыскания ψ(t) управление происходит с помощью замкнутого контура, включающего задатчик угла крена 25, второй регулятор 13, объект управления 11 и датчик угла крена 16, выходом подключенного к третьим входам первого 9 и второго 13 регуляторов.In terms of the angle of heel φ (t) of the
Эталонные модели 1 и 22 имеют такие параметры, чтобы они были устойчивы и обеспечивали заданные переходные процессы по каналам управления соответственно по рысканию ψ(t) и по крену.
Отклонение выхода ψ(t) объекта управления 11 от заданного ψ3(t) на выходе первой эталонной модели 1 приводит к появлению ошибки εε1=ψ3(t)-ψ(t) выходе первого сумматора 2. Затем сигнал ошибки усиливается усилителями 3, 4 и 5, интегрируется (первым интегратором 6), дифференцируется (первым дифференциатором 7). Сумма полученных пропорциональной, интегральной и дифференциальной составляющих на выходе второго сумматора 8
Коррекция сигнала ошибки εε1=φ3(t)-φ(t) осуществляется аналогично коррекции сигнала ошибки εε1(t) с помощью соединения (как показано на чертеже) второй эталонной модели 22, третьего 23 и четвертого сумматоров, четвертого 17, пятого 18 и шестого 21 усилителей, второго интегратора 19 и второго дифференциатора.The correction of the error signal εε 1 = φ 3 (t) -φ (t) is carried out similarly to the correction of the error signal εε 1 (t) using the connection (as shown in the drawing) of the
По сути регуляторы 9 и 13 представляют собой сумматоры [1].In fact, the
В результате при действии помех F(t) и f(t) значения ψ(t) и φ(t) будут близкими соответственно ψ2(t) и φ2(t).As a result, under the action of interference F (t) and f (t), the values of ψ (t) and φ (t) will be close to ψ 2 (t) and φ 2 (t), respectively.
Таким образом, технический результат от использования изобретения позволяет повысить качество переходных процессов и повысить запас устойчивости системы грубого управления.Thus, the technical result from the use of the invention allows to improve the quality of transients and increase the stability margin of the rough control system.
Изобретательский уровень предложенного технического решения подтверждается отличительными частями формулы изобретения на способ грубого управления и системы для его реализации.The inventive step of the proposed technical solution is confirmed by the distinctive parts of the claims on the method of coarse control and systems for its implementation.
ЛитератураLiterature
1. В.Д. Елисеев, А.К. Комаров «Многомерные модально-инвариантные системы управления». М.: Издательство МАИ, 1989, стр. 2-10.1. V.D. Eliseev, A.K. Komarov "Multidimensional modally invariant control systems." M .: MAI Publishing House, 1989, p. 2-10.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014140091/11A RU2587773C2 (en) | 2014-10-03 | 2014-10-03 | Method for rough control by spatial movement of aircraft and system therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014140091/11A RU2587773C2 (en) | 2014-10-03 | 2014-10-03 | Method for rough control by spatial movement of aircraft and system therefor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014140091A RU2014140091A (en) | 2016-04-20 |
RU2587773C2 true RU2587773C2 (en) | 2016-06-20 |
Family
ID=55789293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014140091/11A RU2587773C2 (en) | 2014-10-03 | 2014-10-03 | Method for rough control by spatial movement of aircraft and system therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2587773C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2675976C2 (en) * | 2016-11-29 | 2018-12-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Automatic control system for unmanned aircraft on angle of search |
RU2691510C1 (en) * | 2018-05-24 | 2019-06-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Automatic control system of drone by roll angle |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5803408A (en) * | 1995-05-15 | 1998-09-08 | The Boeing Company | Autopilot/flight director stall protection system |
US6325333B1 (en) * | 1995-05-15 | 2001-12-04 | The Boeing Company | Aircraft pitch-axis stability and command augmentation system |
RU2231819C2 (en) * | 2002-02-13 | 2004-06-27 | Иркутский военный авиационный инженерный институт | Adaptive control system with double-stage identifier and with implicit pattern model |
RU2396585C2 (en) * | 2007-08-28 | 2010-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ" (МГУПИ) | Open control method |
-
2014
- 2014-10-03 RU RU2014140091/11A patent/RU2587773C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5803408A (en) * | 1995-05-15 | 1998-09-08 | The Boeing Company | Autopilot/flight director stall protection system |
US6325333B1 (en) * | 1995-05-15 | 2001-12-04 | The Boeing Company | Aircraft pitch-axis stability and command augmentation system |
RU2231819C2 (en) * | 2002-02-13 | 2004-06-27 | Иркутский военный авиационный инженерный институт | Adaptive control system with double-stage identifier and with implicit pattern model |
RU2396585C2 (en) * | 2007-08-28 | 2010-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ" (МГУПИ) | Open control method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2675976C2 (en) * | 2016-11-29 | 2018-12-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Automatic control system for unmanned aircraft on angle of search |
RU2691510C1 (en) * | 2018-05-24 | 2019-06-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" | Automatic control system of drone by roll angle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014140091A (en) | 2016-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hjartarson et al. | LPV aeroservoelastic control using the LPVTools toolbox | |
CN102591212B (en) | Method for observing longitudinal motion state of aircraft by using time varying measurement delay output signal | |
Lungu et al. | Application of H2/H∞ and dynamic inversion techniques to aircraft landing control | |
RU2587773C2 (en) | Method for rough control by spatial movement of aircraft and system therefor | |
Hamel et al. | Cessna citation x aircraft global model identification from flight tests | |
CN106354013A (en) | Linear active-disturbance-rejection controlling method of attack angle | |
CN103984231A (en) | Longitudinal guidance law design method based on vertical speed rate | |
RU2394263C1 (en) | Adaptive device to generate signal controlling aircraft lengthwise-equalising motion | |
Niu et al. | Based on ADRC UAV longitudinal pitching Angle control research | |
Tamkaya et al. | H∞-based model following method in autolanding systems | |
US9851698B2 (en) | Process variable transmitter | |
Rui et al. | Robust landing control and simulation for flying wing UAV | |
CN110501899A (en) | A kind of PID follow-up control method based on genetic algorithm parameter Self-tuning System | |
RU2491602C1 (en) | Method of generating digital/analogue signal for stabilising angular position of aircraft on heading and apparatus for realising said method | |
RU2523187C1 (en) | Device for programmed control signal generation by spatial movement of dynamic objects | |
Wu et al. | Robust tracking of the flight path angle of aircraft based on UDE and IID | |
Sandino et al. | Multi-sensor data fusion for a tethered unmanned helicopter using a square-root unscented Kalman filter | |
CN106054856B (en) | Noise analysis approach and device based on nuclear power station pi controller | |
Link et al. | Influence of frequency response analysis on MH-47G DAFCS development and flight test | |
Yoo et al. | System identification of the quadrotor flying robot in hover using prediction error method | |
CN104298854B (en) | A kind of method of signal complexity measure | |
Hadi et al. | Development of hardware-in-the-loop simultion for rocket guidance system | |
RU2618856C1 (en) | Method of spacecraft spatial orientation control and control system for its implementation | |
Marantos et al. | Robust attitude control for an unmanned helicopter in near-hover flights | |
RU2454693C1 (en) | Method of generating director control based on reference signals of object model |