RU2786280C1 - Stand for semi-natural simulation of the movement of an aircraft with a digital control system - Google Patents

Stand for semi-natural simulation of the movement of an aircraft with a digital control system Download PDF

Info

Publication number
RU2786280C1
RU2786280C1 RU2022118328A RU2022118328A RU2786280C1 RU 2786280 C1 RU2786280 C1 RU 2786280C1 RU 2022118328 A RU2022118328 A RU 2022118328A RU 2022118328 A RU2022118328 A RU 2022118328A RU 2786280 C1 RU2786280 C1 RU 2786280C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aircraft
module
block
control system
inertial sensors
Prior art date
Application number
RU2022118328A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Николаевич Кожнев
Олег Александрович Харитонов
Original Assignee
Акционерное общество "Машиностроительное конструкторское бюро "Факел" имени Академика П.Д. Грушина"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Машиностроительное конструкторское бюро "Факел" имени Академика П.Д. Грушина" filed Critical Акционерное общество "Машиностроительное конструкторское бюро "Факел" имени Академика П.Д. Грушина"
Application granted granted Critical
Publication of RU2786280C1 publication Critical patent/RU2786280C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: aircrafts.
SUBSTANCE: invention relates to the field of ground testing of hardware and software and algorithmic support for a digital control system of an aircraft. The stand for semi-natural simulation of the movement of an aircraft with a digital control system contains a block of the central computer of the aircraft, a block of the computer center of the stand, a block of steering actuators of the aircraft controls, connected in a certain way. The central computer block contains a block of internal inertial sensors (IS), an aircraft control system module. The aircraft control system module contains a motion model and IS, a navigation and orientation system module, a guidance system module, and a stabilization system module. The block of the computer center of the stand contains a data logger module.
EFFECT: increased accuracy of semi-natural motion simulation for high-speed and highly maneuverable aircraft.
1 cl, 2 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention belongs

Изобретение относится к области наземных испытаний аппаратных средств и программно-алгоритмического обеспечения цифровой системы управления летательного аппарата (ЛА). Стенд полунатурного моделирования движения ЛА позволяет проводить наземную отработку функционирования цифровой системы управления ЛА в условиях имитации реального полета.The invention relates to the field of ground testing of hardware and software and algorithmic support for a digital control system of an aircraft (LA). The stand for semi-realistic simulation of aircraft motion allows ground testing of the operation of the digital aircraft control system under conditions of real flight simulation.

Уровень техникиState of the art

Известен комплекс (стенд) полунатурного моделирования управления ЛА, содержащий: автоматизированное рабочее место (АРМ) моделирования; АРМ визуализации; макет наземного пункта управления; макет ЛА в составе: пилотажно-навигационного комплекса, сервоприводов. Комплекс, предназначенный для полунатурного моделирования систем управления ЛА, реализующий функции построения математической модели объекта, создания алгоритмов и программного обеспечения бортового радиоэлектронного оборудования и наземного пункта управления, а также визуализации трехмерной модели аппарата и закабинной обстановки в режиме тренажера [С.А. Белоконь, Ю.Н. Золотухин, М.Н. Филиппов. Архитектура комплекса полунатурного моделирования систем управления ЛА. АВТОМЕТРИЯ. 2017. Т. 53, № 4, стр.44-50].Known complex (stand) semi-natural simulation of aircraft control, containing: workstation (AWP) simulation; AWP visualization; layout of the ground control station; mock-up of the aircraft including: flight and navigation complex, servos. A complex designed for semi-natural modeling of aircraft control systems, which implements the functions of building a mathematical model of an object, creating algorithms and software for on-board radio-electronic equipment and a ground control station, as well as visualizing a three-dimensional model of the vehicle and the outside environment in the simulator mode [S.A. Belokon, Yu.N. Zolotukhin, M.N. Filippov. Architecture of the complex of semi-natural modeling of aircraft control systems. AUTOMETRY. 2017. V. 53, No. 4, pp. 44-50].

Известен стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения ЛА, содержащий излучатель сигналов (имитатор цели), головку самонаведения (ГСН), вычислительно-моделирующее устройство (ВМУ). Вычислительно-моделирующее устройство содержит блоки моделей динамики и движения ЛА, модели движения цели, модели движения гиростабилизированной платформы ГСН, модели управления гиростабилизированной платформой ГСН, модели расчета единичного вектора «ЛА-цель». Стенд позволяет в реальном масштабе времени проводить полунатурное моделирование системы самонаведения ЛА во всем диапазоне угловых скоростей линии визирования «ЛА-цель» без искажения динамики контура системы [RU 2338992C1, 2008.11.20, Елизаров В.С. Стенд для полунатурного моделирования системы самонаведения ЛА].Known stand for semi-natural simulation of the homing system LA, containing the emitter of signals (target simulator), homing head (GOS), computer-simulating device (VMU). Computing-simulating device contains blocks of aircraft dynamics and movement models, target movement models, movement models of the gyro-stabilized platform of the GOS, models of control of the gyro-stabilized platform of the GOS, models for calculating the unit vector "LA-target". The stand allows for real-time semi-natural modeling of the aircraft homing system in the entire range of angular velocities of the line of sight "LA-target" without distorting the dynamics of the system contour [RU 2338992C1, 2008.11.20, Elizarov V.S. Stand for semi-natural simulation of the aircraft homing system].

Известен комплекс (стенд) полунатурного моделирования ЛА типа мультикоптер, состоящий из вычислительного центра и средств моделирования. Вычислительный центр (ВЦ) осуществляет: расчет математической модели для подготовки навигационных параметров для шестистепенной платформы манипулятора; подыгрыш внешней обстановки (атмосферы); визуализацию результатов математического моделирования; регистрацию навигационных параметров средств моделирования и внутренних параметров математической модели. Средства моделирования выполняют следующие функции: обеспечения динамического подобия с помощью шестистепенной платформы Гью-Стьюарта; имитацию навигационных датчиков (GPS, барометр, компас); визуализацию внешней обстановки с использованием коллиматора для отработки оптических систем; обеспечение управления беспилотным летательным аппаратом (БЛА) типа мультикоптер с помощью центрального вычислителя БЛА. Комплекс позволяет осуществлять отработку систем управления БЛА (в том числе критических режимов), систем управления гиростабилизированным подвесом, отработку измерительных систем и идентификацию характеристик математических моделей [Гоголев А.А. Полунатурное моделирование беспилотных ЛА типа мультикоптер. Труды МАИ. Выпуск 2017. № 92).Known complex (stand) semi-natural simulation of aircraft type multicopter, consisting of a computer center and simulation tools. The Computing Center (CC) performs: calculation of a mathematical model for the preparation of navigation parameters for the six-degree platform of the manipulator; playing along with the external environment (atmosphere); visualization of the results of mathematical modeling; registration of navigation parameters of modeling tools and internal parameters of the mathematical model. Simulation tools perform the following functions: providing dynamic similarity using the six-degree Hugh-Stewart platform; simulation of navigation sensors (GPS, barometer, compass); visualization of the external environment using a collimator for testing optical systems; providing control of an unmanned aerial vehicle (UAV) of the multicopter type using the central computer of the UAV. The complex allows testing UAV control systems (including critical modes), control systems for a gyro-stabilized suspension, testing measuring systems and identifying the characteristics of mathematical models [Gogolev A.A. Semi-natural modeling of unmanned aircraft of the multicopter type. Proceedings of MAI. Issue 2017. No. 92).

Недостатком известных стендов полунатурного моделирования движения ЛА является дополнительное фазовое запаздывание имитирующих сигналов инерциальных датчиков, формируемых с использованием математической модели движения ЛА, выполняемой на отдельном вычислительном узле (АРМ моделирования, ВМУ или ВЦ) и связанной линией обратной связи с модулем системы управления центрального вычислителя ЛА. Дополнительное запаздывание имитирующих сигналов инерциальных датчиков, отсутствующее в условиях реального полета ЛА, способствует искажению динамики контура стабилизации ЛА и приводит к снижению точности полунатурного моделирования движения ЛА, особенно существенному для скоростных и высокоманевренных ЛА. The disadvantage of the known stands for semi-natural simulation of the movement of an aircraft is the additional phase delay of the simulating signals of inertial sensors generated using a mathematical model of the movement of an aircraft, performed on a separate computing node (simulation workstation, VMU or CC) and connected by a feedback line to the control system module of the central computer of the aircraft. An additional delay in the simulating signals of inertial sensors, which is absent in the conditions of a real flight of an aircraft, contributes to the distortion of the dynamics of the stabilization loop of the aircraft and leads to a decrease in the accuracy of the semi-natural simulation of the movement of the aircraft, which is especially significant for high-speed and highly maneuverable aircraft.

Цифровая система управления ЛА содержит в своем составе: инерциальные датчики движения (3-и акселерометра и 3-и гироскопа), центральный вычислитель и рулевые приводы органов управления ЛА. The digital control system of the aircraft contains in its composition: inertial motion sensors (3 accelerometers and 3 gyroscopes), a central computer and steering drives of the aircraft controls.

В условиях реального полета сигналы, вырабатываемые чувствительными элементами инерциальных датчиков движения, поступают в центральный вычислитель, где на их основе вычисляются текущие параметры углового и пространственного движения ЛА. В памяти центрального вычислителя хранятся заданные параметры движения ЛА, а также алгоритмы обработки информации в каналах угловой стабилизации и стабилизации движения центра масс ЛА. Центральный вычислитель сравнивает текущие параметры движения с заданными, определяет сигнал ошибки и вырабатывает сигналы в каналах управления ЛА. Управляющие сигналы поступают на рулевые приводы органов управления, в результате отклонения последних осуществляется движение ЛА по заданной траектории с требуемой точностью. Under real flight conditions, the signals generated by the sensitive elements of inertial motion sensors enter the central computer, where the current parameters of the angular and spatial motion of the aircraft are calculated on their basis. The memory of the central computer stores the specified parameters of the movement of the aircraft, as well as algorithms for processing information in the channels of angular stabilization and stabilization of the movement of the center of mass of the aircraft. The central computer compares the current motion parameters with the preset ones, determines the error signal and generates signals in the aircraft control channels. The control signals are sent to the steering actuators of the controls, as a result of the deviation of the latter, the aircraft moves along a given trajectory with the required accuracy.

В наземных условиях при неподвижном размещении ЛА на испытательном стенде, чувствительные элементы инерциальных датчиков не способны вырабатывать сигналы движения, в этом случае для формирования имитирующих сигналов инерциальных датчиков для системы управления используется математическая модель движения ЛА. Under ground conditions, when the aircraft is stationary on the test bench, the sensitive elements of the inertial sensors are not capable of generating motion signals; in this case, a mathematical model of the motion of the aircraft is used to generate the simulating signals of the inertial sensors for the control system.

Известные из [Гоголев А.А. Полунатурное моделирование беспилотных ЛА типа мультикоптер. Труды МАИ. Выпуск 2017. № 92] и [С.А. Белоконь, Ю.Н. Золотухин, М.Н. Филиппов. Архитектура комплекса полунатурного моделирования систем управления летательными аппаратами. Автометрия. 2017. Т.53, № 4, стр.44-50] способы формирования имитирующих сигналов инерциальных датчиков с использованием модели движения ЛА, следующие: с установкой чувствительных элементов датчиков на подвижной платформе манипулятора и вычислением имитирующих сигналов на математической модели инерциальных датчиков. В первом случае, выходные данные модели движения ЛА передаются в блок управления подвижной платформы манипулятора, в результате движения платформы чувствительные элементы инерциальных датчиков вырабатывают имитирующие сигналы. Во втором случае, выходные данные модели движения ЛА поступают в модель инерциальных датчиков для формирования имитирующих сигналов (обычно, модель инерциальных датчиков реализуют в составе математической модели движения ЛА). Сформированные имитирующие сигналы инерциальных датчиков поступают в модуль системы управления центрального вычислителя ЛА и замыкают собой контур полунатурного моделирования движения ЛА. Known from [Gogolev A.A. Semi-natural modeling of unmanned aircraft of the multicopter type. Proceedings of MAI. Issue 2017. No. 92] and [S.A. Belokon, Yu.N. Zolotukhin, M.N. Filippov. Architecture of the complex of semi-natural modeling of aircraft control systems. Autometry. 2017. V.53, No. 4, pp. 44-50] methods of generating imitating signals of inertial sensors using the aircraft movement model are as follows: with the installation of sensitive elements of the sensors on the moving platform of the manipulator and the calculation of simulating signals on the mathematical model of inertial sensors. In the first case, the output data of the aircraft movement model are transmitted to the control unit of the manipulator's mobile platform, as a result of the movement of the platform, the sensitive elements of the inertial sensors generate imitating signals. In the second case, the output data of the aircraft motion model is fed to the model of inertial sensors to generate simulating signals (usually, the model of inertial sensors is implemented as part of the mathematical model of the motion of the aircraft). The generated simulating signals of inertial sensors enter the control system module of the central computer of the aircraft and close the circuit of the semi-natural simulation of the movement of the aircraft.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является известный стенд полунатурного моделирования [Гоголев А.А. Полунатурное моделирование беспилотных ЛА типа мультикоптер. Труды МАИ. Выпуск 2017. №92], принятый в качестве прототипа. Известный стенд полунатурного моделирования позволяет осуществлять отработку систем управления беспилотных ЛА (в том числе критических режимов), систем управления гиростабилизированным подвесом, отработку измерительных систем и идентификацию характеристик математических моделей. The closest in technical essence to the claimed invention is a well-known bench full-scale modeling [Gogolev A.A. Semi-natural modeling of unmanned aircraft of the multicopter type. Proceedings of MAI. Issue 2017. No. 92], adopted as a prototype. The well-known HIL simulation stand allows testing of control systems for unmanned aerial vehicles (including critical modes), control systems for a gyro-stabilized suspension, testing of measuring systems and identification of the characteristics of mathematical models.

Однако, известный стенд полунатурного моделирования беспилотных ЛА имеет недостаток, обусловленный выполнением модели движения ЛА на отдельном вычислительном центре и использованием подвижной платформы манипулятора для выработки имитирующих сигналов инерциальных датчиков, установленных на этой платформе. При данной структуре стенда полунатурного моделирования в линиях обратных связей контуров управления и стабилизации ЛА возникают дополнительные фазовые запаздывания имитирующих сигналов инерциальных датчиков, что приводит к снижению точности полунатурного моделирования, особенно существенному для скоростных и высокоманевренных ЛА.However, the well-known bench for semi-natural simulation of unmanned aircraft has a drawback due to the implementation of the aircraft motion model on a separate computer center and the use of a movable manipulator platform to generate simulating signals from inertial sensors installed on this platform. With the given structure of the HIL simulation bench, in the feedback lines of the aircraft control and stabilization loops, additional phase delays of the simulating signals of inertial sensors appear, which leads to a decrease in the accuracy of the HIL simulation, which is especially significant for high-speed and highly maneuverable aircraft.

Задачей заявляемого изобретения является повышение точности полунатурного моделирования движения скоростных и высокоманевренных ЛА с цифровой системой управления за счет устранения дополнительных фазовых запаздываний имитирующих сигналов инерциальных датчиков в линиях обратных связей контура полунатурного моделирования движения ЛА. The objective of the claimed invention is to improve the accuracy of HIL simulation of the movement of high-speed and highly maneuverable aircraft with a digital control system by eliminating additional phase delays of the simulating signals of inertial sensors in the feedback lines of the loop of the HIL simulation of the movement of the aircraft.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышение точности полунатурного моделирования движения скоростных и высокоманевренных ЛА с цифровой системой управления. Дополнительный получаемый результат - упрощение электрической схемы подключения ЛА на стенде полунатурного моделирования. The technical result of the claimed invention is to improve the accuracy of semi-natural simulation of the movement of high-speed and highly maneuverable aircraft with a digital control system. An additional result obtained is the simplification of the electrical circuit for connecting the aircraft on the HIL simulation stand.

Указанный технический результат заявленного изобретения, позволяющий решить поставленную задачу, при известном стенде полунатурного моделирования движения ЛА, содержащем блок центрального вычислителя ЛА, установленный на подвижной платформе манипулятора, с внутренними инерциальными датчиками, модулем системы управления с модулями навигации и ориентации, наведения, стабилизации, блок рулевых приводов органов управления, блок вычислительного центра стенда с моделью движения и инерциальных датчиков, регистратором данных, достигается тем, что модель движения и инерциальных датчиков размещена в модуле системы управления центрального вычислителя ЛА, выход блока внутренних инерциальных датчиков соединен с первым входом модели движения и инерциальных датчиков, выход модели движения и инерциальных датчиков соединен с входом модуля навигации и ориентации и входом модуля стабилизации, выход модуля навигации и ориентации соединен с входом модуля наведения, выход модуля наведения соединен с входом модуля стабилизации, выход модуля стабилизации соединен с входом блока рулевых приводов, выход блока рулевых приводов соединен со вторым входом модели движения и инерциальных датчиков модуля системы управления центрального вычислителя ЛА, блок центрального вычислителя ЛА установлен на неподвижном основании.The specified technical result of the claimed invention, which allows solving the problem, with a well-known stand for semi-natural simulation of the movement of an aircraft, containing a central computer unit of the aircraft, installed on a movable platform of the manipulator, with internal inertial sensors, a control system module with modules for navigation and orientation, guidance, stabilization, a block steering drives of the controls, a block of the computer center of the stand with a motion model and inertial sensors, a data recorder, is achieved by the fact that the motion model and inertial sensors are located in the control system module of the central computer of the aircraft, the output of the block of internal inertial sensors is connected to the first input of the motion model and inertial sensors sensors, the output of the motion model and inertial sensors is connected to the input of the navigation and orientation module and the input of the stabilization module, the output of the navigation and orientation module is connected to the input of the guidance module, the output of the guidance module is connected to the input of the stabilization module, the output of the stabilization module is connected to the input of the steering gear unit, the output of the steering gear unit is connected to the second input of the movement model and inertial sensors of the control system module of the aircraft central computer, the aircraft central computer unit is installed on a fixed base.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

Структурная схема известного стенда полунатурного моделирования поясняется чертежом (фигура 1), на котором представлены блок 1 центрального вычислителя ЛА, установленный на подвижной платформе блока 11 манипулятора, с блоком 2 внутренних инерциальных датчиков, модулем 3 системы управления ЛА с модулями 5 навигации и ориентации, 6 наведения, 7 стабилизации, блок 8 рулевых приводов органов управления ЛА, блок 9 вычислительного центра стенда с модулями 4 модели движения и инерциальных датчиков, 10 регистратора данных.The block diagram of the well-known HIL modeling stand is illustrated by a drawing (figure 1), which shows the block 1 of the central computer of the aircraft, installed on the movable platform of the block 11 of the manipulator, with the block 2 of internal inertial sensors, module 3 of the aircraft control system with modules 5 of navigation and orientation, 6 guidance, 7 stabilization, block 8 of the steering actuators of the aircraft controls, block 9 of the computer center of the stand with modules 4 of the motion model and inertial sensors, 10 data recorder.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом (фигура 2), на котором представлена структурная схема стенда полунатурного моделирования, включающего блок 1 центрального вычислителя ЛА, установленный на неподвижном основании, с блоком 2 внутренних инерциальных датчиков, модулем 3 системы управления ЛА, с модулями 4 модели движения и инерциальных датчиков, 5 навигации и ориентации, 6 наведения, 7 стабилизации, блок 8 рулевых приводов органов управления ЛА, блок 9 вычислительного центра стенда с модулем 10 регистратора данных. The essence of the claimed invention is illustrated by a drawing (figure 2), which shows a block diagram of the HIL modeling stand, including block 1 of the central computer of the aircraft, installed on a fixed base, with a block of 2 internal inertial sensors, module 3 of the aircraft control system, with modules 4 of the motion model and inertial sensors, 5 navigation and orientation, 6 guidance, 7 stabilization, block 8 of the steering actuators of the aircraft controls, block 9 of the computer center of the stand with a data logger module 10.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

В известном стенде полунатурного моделирования движения ЛА (фигура 1), блок 1 центрального вычислителя ЛА установлен на подвижной платформе блока 11 манипулятора, выход блока 2 внутренних инерциальных датчиков соединен с входом модуля 5 навигации и ориентации и с первым входом модуля 7 стабилизации модуля 3 системы управления ЛА, выход модуля 5 навигации и ориентации соединен с входом модуля 6 наведения, выход модуля 6 наведения соединен с вторым входом модуля 7 стабилизации, выход модуля 7 стабилизации соединен с входом блока 8 рулевых приводов органов управления ЛА, выход блока 8 рулевых приводов органов управления ЛА соединен с входом модуля 4 модели движения и инерциальных датчиков блока 9 вычислительного центра стенда, выход модуля 4 модели движения и инерциальных датчиков соединен с входом блока 11 манипулятора, сервоприводы блока 11 манипулятора приводят в движение подвижную платформу с блоком 1 центрального вычислителя ЛА, выход модуля 3 системы управления блока 1 центрального вычислителя ЛА соединен с входом модуля 10 регистратора данных блока 9 вычислительного центра стенда. In the well-known stand for semi-natural simulation of the movement of the aircraft (figure 1), the block 1 of the central computer of the aircraft is installed on the movable platform of the block 11 of the manipulator, the output of the block 2 of internal inertial sensors is connected to the input of the navigation and orientation module 5 and to the first input of the stabilization module 7 of the module 3 of the control system LA, the output of the navigation and orientation module 5 is connected to the input of the guidance module 6, the output of the guidance module 6 is connected to the second input of the stabilization module 7, the output of the stabilization module 7 is connected to the input of the block 8 of the steering actuators of the aircraft controls, the output of the block 8 of the steering actuators of the aircraft controls connected to the input of the module 4 of the motion model and inertial sensors of the block 9 of the computer center of the stand, the output of the module 4 of the motion model and inertial sensors is connected to the input of the manipulator block 11, the servos of the manipulator block 11 drive the movable platform with the block 1 of the central computer of the aircraft, the output of module 3 control system unit 1 central computer LA is connected to the input of the module 10 of the data recorder unit 9 of the computer center stand.

Согласно изобретению (фигура 2), модуль 4 модели движения и инерциальных датчиков размещен в модуле 3 системы управления блока 1 центрального вычислителя ЛА, выход блока 2 внутренних инерциальных датчиков соединен с первым входом модуля 4 модели движения и инерциальных датчиков модуля 3 системы управления ЛА, выход модуля 4 модели движения и инерциальных датчиков соединен с входом модуля 5 навигации и ориентации и с первым входом модуля 7 стабилизации, выход модуля 5 навигации и ориентации соединен с входом модуля 6 наведения, выход модуля 6 наведения соединен со вторым входом модуля 7 стабилизации, выход модуля 7 стабилизации модуля 3 системы управления блока 1 центрального вычислителя ЛА соединен с входом блока 8 рулевых приводов органов управления ЛА, выход блока 8 рулевых приводов органов управления ЛА соединен со вторым входом модуля 4 модели движения и инерциальных датчиков модуля 3 системы управления блока 1 центрального вычислителя ЛА, блок 1 центрального вычислителя ЛА установлен на неподвижном основании. According to the invention (figure 2), the module 4 of the motion model and inertial sensors is located in the module 3 of the control system of the block 1 of the central computer of the aircraft, the output of the block 2 of the internal inertial sensors is connected to the first input of the module 4 of the motion model and inertial sensors of the module 3 of the aircraft control system, the output module 4 of the motion model and inertial sensors is connected to the input of the navigation and orientation module 5 and to the first input of the stabilization module 7, the output of the navigation and orientation module 5 is connected to the input of the guidance module 6, the output of the guidance module 6 is connected to the second input of the stabilization module 7, the output of the module 7 stabilization module 3 of the control system of the unit 1 of the central computer of the aircraft is connected to the input of the unit 8 of the steering drives of the aircraft controls, the output of the unit 8 of the steering drives of the controls of the aircraft is connected to the second input of the module 4 of the movement model and inertial sensors of the module 3 of the control system of the unit 1 of the central computer of the aircraft , block 1 of the central computer of the aircraft linen on a fixed base.

Техническая новизна предлагаемого стенда полунатурного моделирования заключается в том, что модель движения и инерциальных датчиков, формирующая имитирующие сигналы инерциальных датчиков для системы управления ЛА, из вычислительного центра стенда полунатурного моделирования перемещается в модуль системы управления центрального вычислитель ЛА. Такое техническое решение, исключающее линию связи между блоками вычислительного центра и центрального вычислителя ЛА, устраняет причину дополнительного фазового запаздывания имитирующих сигналов инерциальных датчиков и обеспечивает повышение точности полунатурного моделирования движения скоростных и высокоманевренных ЛА с цифровой системой управления. The technical novelty of the proposed HIL simulation stand lies in the fact that the model of motion and inertial sensors, which generates simulating signals of inertial sensors for the aircraft control system, is moved from the computer center of the HIL simulation stand to the control system module of the central computer of the aircraft. Such a technical solution, which excludes the communication line between the blocks of the computer center and the central computer of the aircraft, eliminates the cause of the additional phase delay of the simulating signals of inertial sensors and provides an increase in the accuracy of the semi-natural simulation of the movement of high-speed and highly maneuverable aircraft with a digital control system.

Повышение точности полунатурного моделирования при отработке цифровой системы управления ЛА, позволяет повысить достоверность получаемых результатов и заменить большое число летных экспериментов на полунатурное моделирование в наземных условиях, что обеспечивает значительный экономический эффект.Increasing the accuracy of HIL modeling during the development of a digital aircraft control system makes it possible to increase the reliability of the results obtained and replace a large number of flight experiments with HIL modeling in ground conditions, which provides a significant economic effect.

Claims (1)

Стенд полунатурного моделирования движения летательного аппарата с цифровой системой управления, содержащий блок центрального вычислителя летательного аппарата, установленный на подвижной платформе манипулятора, с внутренними инерциальными датчиками, модулем системы управления с модулями навигации и ориентации, наведения, стабилизации, блок рулевых приводов органов управления, блок вычислительного центра стенда с моделью движения и инерциальных датчиков, регистратором данных, отличающийся тем, что модуль модели движения и инерциальных датчиков размещен в модуле системы управления центрального вычислителя летательного аппарата, выход блока внутренних инерциальных датчиков соединен с первым входом модуля модели движения и инерциальных датчиков, выход модуля модели движения и инерциальных датчиков соединен с входом модуля навигации и ориентации и первым входом модуля стабилизации, выход модуля навигации и ориентации соединен с входом модуля наведения, выход модуля наведения соединен с вторым входом модуля стабилизации, выход модуля стабилизации соединен с входом блока рулевых приводов, выход блока рулевых приводов соединен с вторым входом модуля модели движения и инерциальных датчиков модуля системы управления блока центрального вычислителя летательного аппарата, блок центрального вычислителя летательного аппарата установлен на неподвижном основании.A stand for semi-natural simulation of the movement of an aircraft with a digital control system, containing a block of the central computer of the aircraft, mounted on a movable platform of the manipulator, with internal inertial sensors, a control system module with modules for navigation and orientation, guidance, stabilization, a block of steering drives of controls, a block of computing center of the stand with a motion model and inertial sensors, a data recorder, characterized in that the module of the motion model and inertial sensors is located in the control system module of the central computer of the aircraft, the output of the block of internal inertial sensors is connected to the first input of the module of the motion model and inertial sensors, the output of the module motion model and inertial sensors is connected to the input of the navigation and orientation module and the first input of the stabilization module, the output of the navigation and orientation module is connected to the input of the guidance module, the output of the guidance module is connected to the auto through the left input of the stabilization module, the output of the stabilization module is connected to the input of the steering gear unit, the output of the steering gear unit is connected to the second input of the motion model module and inertial sensors of the control system module of the aircraft central computer unit, the aircraft central computer unit is installed on a fixed base.
RU2022118328A 2022-07-06 Stand for semi-natural simulation of the movement of an aircraft with a digital control system RU2786280C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2786280C1 true RU2786280C1 (en) 2022-12-19

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1121681A1 (en) * 1982-10-01 1984-10-30 Московский Институт Электронного Машиностроения System for semi-full-scale simulating of dynamic systems
RU2610877C1 (en) * 2015-09-04 2017-02-17 Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Алмаз" имени академика А.А. Расплетина" (ПАО "НПО "Алмаз") Hardware-off-loop simulation method of aircraft homing system and device for its implementation
RU2629709C2 (en) * 2015-11-25 2017-08-31 Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" Device for semi-natural modeling control system of unmanned aircraft vehicle with radar sight
RU189475U1 (en) * 2018-12-10 2019-05-23 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации FLIGHT STAND MILITARY TRANSPORT AIRPLANE
CN110937137A (en) * 2019-11-29 2020-03-31 海丰通航科技有限公司 Modular unmanned aerial vehicle static test bench and test method
RU2771692C1 (en) * 2021-10-28 2022-05-11 Акционерное общество "Центр научно-технических услуг "ЦАГИ" Method for semi-natural robotic research and testing of control systems for vertical takeoff and landing unmanned aerial vehicles (vtl uav)

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1121681A1 (en) * 1982-10-01 1984-10-30 Московский Институт Электронного Машиностроения System for semi-full-scale simulating of dynamic systems
RU2610877C1 (en) * 2015-09-04 2017-02-17 Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Алмаз" имени академика А.А. Расплетина" (ПАО "НПО "Алмаз") Hardware-off-loop simulation method of aircraft homing system and device for its implementation
RU2629709C2 (en) * 2015-11-25 2017-08-31 Акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" Device for semi-natural modeling control system of unmanned aircraft vehicle with radar sight
RU189475U1 (en) * 2018-12-10 2019-05-23 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации FLIGHT STAND MILITARY TRANSPORT AIRPLANE
CN110937137A (en) * 2019-11-29 2020-03-31 海丰通航科技有限公司 Modular unmanned aerial vehicle static test bench and test method
RU2771692C1 (en) * 2021-10-28 2022-05-11 Акционерное общество "Центр научно-технических услуг "ЦАГИ" Method for semi-natural robotic research and testing of control systems for vertical takeoff and landing unmanned aerial vehicles (vtl uav)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190278272A1 (en) Method, device, and system for object testing
KR101390141B1 (en) Autonomous vehicle rapid development testbed systems and methods
KR101083128B1 (en) Image based uav flight test system and method
Wang et al. A mono-camera and scanning laser range finder based UAV indoor navigation system
US10703508B1 (en) Stereoscopic flight simulator with data acquisition
US11312506B2 (en) Autonomous quadcopter piloting controller and debugger
KR20140144921A (en) Simulation system for autonomous vehicle using virtual reality
US11455336B2 (en) Quadcopter hardware characterization and simulation
Nguyen et al. Vision-based software-in-the-loop-simulation for Unmanned Aerial Vehicles using gazebo and PX4 open source
Mutter et al. Model-driven in-the-loop validation: Simulation-based testing of UAV software using virtual environments
Sabatini et al. Design and tests of a frictionless 2D platform for studying space navigation and control subsystems
CN113419518A (en) VIL test platform based on VTS
CN107244431B (en) Space tasks ground motion reproduces across scale verification platform
Bnhamdoon et al. Identification of a quadcopter autopilot system via Box–Jenkins structure
CN103268070B (en) Semi-physical system is compared in space multiple movement bodies relative motion contracting
US9874422B2 (en) Stationary and mobile test device for missiles
RU2786280C1 (en) Stand for semi-natural simulation of the movement of an aircraft with a digital control system
Bosse et al. A vision augmented navigation system
Djapic et al. Autonomous takeoff & landing of small UAS from the USV
US11721235B2 (en) Quadcopter sensor noise and camera noise recording and simulation
RU119087U1 (en) STAND FOR SEMI-NATURAL MODELING OF Aircraft Self-Guidance System
CN111736487B (en) Semi-physical simulation system and method for rotor unmanned aerial vehicle cooperative control system
Vishnevsky et al. Modelling of uav simulator for local navigation system of tethered high-altitude platforms
RU2774479C1 (en) Method for identifying and validating a mathematical model of flight dynamics and a control system for vertical takeoff and landing unmanned aerial vehicles (vt uav) using a robotic stand for semi-natural simulation
Barrientos et al. Advanced UAV trajectory generation: Planning and guidance