система управления боковым движением летательного аппарата
Классы МПК: | G01C23/00 Комбинированные приборы, определяющие более чем одну навигационную величину, например для авиации; комбинированные устройства для измерения двух и более параметров движения, например расстояния, скорости, ускорения |
Автор(ы): | Герасимов Г.И., Джанджгава Г.И., Негриков В.В., Полосенко В.П., Сазонова Т.В., Терещенко Т.В. |
Патентообладатель(и): | Акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-05-31 публикация патента:
10.05.1997 |
Использование: относится к авиационному приборостроению, в частности к системам управления, обеспечивающим обход препятствий рельефа местности летательными аппаратами в маловысотном полете. Сущность изобретения: система управления содержит датчик бокового отклонения. Дополнительно введены задатчик параметров замкнутого контура, блок формирования сигнала прогнозирования и блок формирования сигнала управления и параметрических производных 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
1. Система управления боковым движением летательного аппарата, содержащая последовательно соединенные по первому и второму выходам входам датчик координат и скоростей и первый блок разности, а также задатчик параметров бокового отклонения, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены задатчик параметров замкнутого корпуса, блок формирования сигнала прогнозирования и блок формирования сигнала управления и параметрических производных, на первый пятый входы которого подключены соответственно первый пятый выходы задатчика параметров бокового отклонения, на один и другой входы которого подключены соответственно первый и третий выходы датчика координат и скоростей, причем первый пятый выходы задатчика параметров замкнутого контура подключены к первому пятому входам блока формирования сигнала прогнозирования, на третий вход первого блока разности подключен первый выход блока формирования сигнала управления и параметрических производных, второй пятый выходы которого подключены соответственно к шестому девятому входам блока формирования сигнала прогнозирования, на десятый вход которого подключен четвертый выход датчика координат и скоростей, выход блока формирования сигнала прогнозирования подключен к четвертому входу первого блока разности, а на шестой вход блока формирования сигнала управления и параметрических производных подключен третий выход датчика координат и скоростей. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что блок формирования сигнала управления и параметрических производных выполнен в виде второго блока разности, первого блока умножения, блока возведения в степень, блока суммирования, на первый четырнадцатый входы которого подключены соответственно первый десятый выходы блока умножения, первый и второй выходы блока формирования сигнала управления и параметрических производных, первый и второй выходы второго блока разности, на первый пятый выходы блока формирования сигнала управления и параметрических производных подключены соответственно первый четвертый выходы блока суммирования и одиннадцатый выход первого блока умножения, на первый девятый входы которого подключены первый третий выходы блока возведения в степень, шестой, первый и второй входы блока формирования сигнала управления и параметрических производных и первый третий выходы второго блока разности, на первый пятый входы которого соответственно подключены первый пятый входы блока формирования сигнала управления и параметрических производных, шестой вход которого подключен также к входу блока возведения в степень. 3. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что блок формирования сигнала прогнозирования выполнен в виде второго блока умножения, блока извлечения корня квадратного, блока суммирования и разности, на первый пятнадцатый входы которого подключены первый четырнадцатый выходы блока умножения и пятый вход блока формирования сигнала прогнозирования, на выход которого подключен пятый выход блока суммирования и разности, первый четвертый выходы которого подключены соответственно к третьему пятому входам блока деления и девятому входу блока умножения, на первый восьмой входы которого подключены соответственно первый четвертый, шестой девятый входы блока формирования сигнала прогнозирования, десятый вход которого подключен к первому входу блока деления, первый четвертый выходы которого подключены к десятому - тринадцатому входам второго блока умножения, пятнадцатый выход которого подключен к шестому входу блока деления, между вторым входом которого и первым выходом блока суммирования и разности включен блок извлечения корня квадратного.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к авиационному приборостроению, в частности к системам управления, обеспечивающим обход препятствий рельефа местности летательными аппаратами в маловысотном полете. Известны системы управления, обеспечивающие отработку заданного бокового отклонения, приведенные в книгах Байбородина Ю.В. "бортовые системы управления полетом" М. Транспорт, 1975 [1][2]В качестве прототипа принимается система, описанная в [2]
Структурная схема данной системы, приведенная на фиг.1, содержит задатчик параметров бокового отклонения (ЗПБО), датчик координат и скорости (ДКС), блок разности (БР). Сигнал заданного бокового отклонения Z3, выдаваемый программно или вручную оператором с выходом ЗПБО, поступает на третий вход БР, на первый и второй входы которого с первого и второго выходов ДКС поступают сигналы текущего бокового отклонения Z и текущей боковой скорости



где
Zy управляющий сигнал,
g ускорение силы тяжести,
C1, C2 постоянные коэффициенты,
p оператор дифференцирования. При

в замкнутом контуре навигации будет движение
Z(B4P4 + B3P3+B2P2 +B1P+1)=ZR(p)=Z3. Если Z3 является заданной траекторией обхода препятствий - функцией времени, например, Z3= Asin


соответственно, например, при T2

1- датчик координат и скоростей ДКС:
2 Первый блок разности БР1, 3 задатчик параметров бокового отклонения ЗПБО, 4 блок формирования сигнала управления и параметрических производных БФСУПП, 5 блок формирования сигнала прогнозирования БФСП, 6 задатчик параметров замкнутого контура ЗПЗК; на фиг.3 блок-схема БФСУПП 4, содержащего:
7 второй блок разности БР2, 8 первый блок умножения БУ1, 9 блок возведения в степень БВС, 10 блок суммирования БС;
на фиг.4 блок-схема БФСП 5, содержащего:
11 второй блок умножения БУ2, 12 блок суммирования и разности БСР, 13 блок извлечения корня квадратного БИКК, 14 блок деления БД. Система работает следующим образом. С первого и второго выходов ДКС1 сигнал боковой координаты Z и боковой скорости


При этом, если Z3(х)=a0+а1x+a2x2+a3x3+a4x4,

Z31 a0 + a1d + a2d2 + a3d3 + a4d4,
Z32 a0 + 2a1d + 4a2d2 + 8a3d3 + 16a4d4,
Z31 a1 + 2a2d + 3a3d2 + 4a4d3. Параметры Z30,


первый вход (сигнал Z30 a0) подключен к первому входу БР2(7), к пятому входу БУ1(8) и к одиннадцатому входу БС10;
второй вход (сигнал

третий вход (сигнал Z31) подключен к третьему входу БР2(7);
четвертый вход (сигнал Z32) подключен к четвертому входу БР2(7);
пятый вход (сигнал

шестой вход (сигнал x) подключен ко входу БВС9 и к четвертому входу БУ1(8). В БР2(7) по поступившим сигналам на трех элементах разности формируются сигналы (при d const):

Сигнал a2 с первого выхода БР2(7) поступает на седьмой вход БУ1(8) и на тринадцатый вход БС10, сигнал a3 со второго выхода БР2(7) поступает на восьмой вход БУ1(8) и на четырнадцатый вход БС10, сигнал a4 с третьего выхода БР2(7) поступает на девятый вход БУ1(8). В БВС9 на трех элементах возведения в степень формируются сигналы x2, x3, x4, которые с первого-третьего выходов БВС9 поступают на первыйoCтретий входы БУ1(8), в котором на элементах умножения формируются сигналы: a1x; a2x2; a3x3; a4x4; 2a2x; 3a3x2; 4a4x3, 6a3x; 12a4x2, 24a4x, которые с первого-десятого выходов БУ1(8) поступают на первый-десятый входы БС10, и сигнал

f0 Z3(x) a0 + a1x + a2x2 + a3x3 + a4x4,

Сигналы f0, f1, f2, f3 с первого-четвертого выходов БС10 поступают соответственно на первыйoCчетвертый выходы БФСУПП 4. Сигнал f0 Z3(x) с первого выхода БФСУПП 4 поступает на третий вход БР1(2). Сигналы параметрических производных (по параметру X) f1, f2, f3, f4 со второго-пятого выходов БФСУПП 4 поступают на шестой-девятый входы БФСП5, на первый-пятый входы которого с первого-пятого выходов ЗПЗК6 поступают сигналы заданных постоянных величин B1, B2, B3, B4, 1. При движении с постоянным модулем скорости V const




В БФСП 5 (см. фиг.4):
первый-четвертый входы (сигналы B1, B2, B3, B4) подключены к первому-четвертому входам БУ2(II);
пятый вход (сигнал "I") подключен к пятнадцатому входу БСР12;
шестой-девятый входы (сигналы f1, f2, f3, f4) подключены соответственно к пятому-восьмому входам БУ2(II);
десятый вход (сигнал V) подключен к первому входу БД14. В БУ2(11) на элементах умножения формируется сигнал f21 который с первого выхода БУ2(11) поступает на первый вход БСР12, где на элементе суммирования формируется сигнал (1 + f21 ), который с первого выхода БСР12 поступает на третий вход БД14 и на вход БИКК13, где формируется сигнал















который с третьего выхода БСР12 поступает на пятый вход БД14, реализующий зависимость (7), где формируется сигнал




В замкнутом контуре управления будет движение

откуда следует, что при












блоков БР, БС, БСР, БД, БУ, ЗПЗК в книге И.М. Тетельбаума, Ю.Р. Шнейдера "Практика аналогового моделирования, М. Энергоатомиздат, 1981, стр. 24,181,182,204;
блок БВС, БИКК в книге В.Б. Смолова "Функциональные преобразователи информации" Л. Энергоатомиздат, 1981, стр. 38, 54;
блока ЗПБО в книге И.Н. Белоглазова и др. "Основы навигации по геофизическим полям", М. Наука, 1985, стр. 24 29;
блока ДКС в книге М.А. Кирста "Навигационная кибернетика полета", М. Воениздат, 1971 г. стр. 23,155.
Класс G01C23/00 Комбинированные приборы, определяющие более чем одну навигационную величину, например для авиации; комбинированные устройства для измерения двух и более параметров движения, например расстояния, скорости, ускорения