комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов
Классы МПК: | G05B13/04 с использованием моделей или моделирующих устройств B64C13/18 с автопилотом |
Автор(ы): | Вайнберг М.В., Джанджгава Г.И., Жосан Н.В., Негриков В.В., Полосенко В.П., Птицын А.Н., Шелепень К.В., Щербина В.Г. |
Патентообладатель(и): | Акционерное общество открытого типа "Московский вертолетный завод им.М.Л.Миля" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1996-12-25 публикация патента:
27.05.1998 |
Комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов содержит блок управления, блок формирования программного параметра движения, блок датчиков параметров движения, блок датчиков возмущающего воздействия, два блока формирования интерполяционного многочлена, которые выполнены на блоках запаздывания, блоке формирования коэффициентов и суммирующем усилителе. Комплекс обеспечивает отработку начальных условий с заданным качеством управления и точное выполнение полета по пространственно-временным траекториям при возмущающих воздействиях 1 з.п.ф-лы, 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
1. Комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, содержащий блок формирования программного параметра движения, последовательно соединенные блок датчиков параметров движения и блок управления, отличающийся тем, что в него дополнительно введены два блока формирования сигналов, пропорциональных интерполяционному многочлену, и блок датчиков возмущающего воздействия, выход которого соединен с входом второго блока формирования сигналов, пропорциональных интерполяционному многочлену, выход которого соединен с вторым входом блока управления, третий вход которого соединен с выходом первого блока формирования сигналов, пропорциональных интерполяционному многочлену, вход которого соединен с выходом блока формирования программного параметра движения. 2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что блок формирования сигналов, пропорциональных интерполяционному многочлену, содержит первый, ..., К-тый блоки запаздывания, блок формирования коэффициентов, второй, ..., К + 1-й входы которого соединены соответственно с выходами блоков запаздывания и суммирующий усилитель, на первый, ..., К + 1-й входы которого подключены соответственно первый, ..., К + 1-й выходы блока формирования коэффициентов, первый вход которого и входы блоков запаздывания объединены и являются входом блока формирования сигналов, пропорциональных интерполяционному многочлену, выходом которого является суммирующий усилитель.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к авиастроению в частности к управляемым летательным аппаратам (ЛА) - вертолетам, самолетам, крылатым ракетам. Известны авиационные комплексы, обеспечивающие управление полетом и наведение ЛА по заданному (программному) параметру полета (Михалев И.А. и др. Системы автоматического управления самолетами, М.: Машиностроение, 1976, с. 255-253) а также принимаемый в качестве прототипа (3агайнов Г.И., Гуськов Ю. И. Управление полетом самолетов, М.: Машиностроение, 1980, с. 161) комплекс, содержащий блок формирования программного параметра движения(БФППД), блок управления (БУ), блок датчиков параметров движения (БДПД). На один и второй входы БУ поступают соответственно сигнал программного параметра xп с выхода БФППД, сигнал измеренного текущего параметра x с выхода БДПД. БУ через ЛА отрабатывает разность программного и измеренного текущего параметров (xп-x) и действующие возмущения f (например, порывы ветра) с учетом передаточной функции ЛА![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112268/2112268-2t.gif)
где
T - постоянная времени, p - оператор дифференцирования,
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112268/2112268-3t.gif)
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112038/945.gif)
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112037/946.gif)
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112037/946.gif)
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112038/945.gif)
x(r + TRp) = xпr + TfR
Например, при r = 1, R = 1 + b1p + b2p2,
x(1 + Tp + b1Tp2 + b2Tp3) = xп + fT(1 + b1p + b2p2),
откуда следует, что при действии возмущений f = 10 м/с, T = 2 с имеет место погрешность
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112008/916.gif)
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112089/969.gif)
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112268/2112268-4t.gif)
(здесь A - амплитуда,
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112089/969.gif)
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112268/2112268-5t.gif)
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112268/2112268-6t.gif)
Пример технической реализации БУЗ приведен в книге (Тетельбаум И.М., Шнейдер Ю.Р., 400 схем для АВМ, М.: Энергия, 1978, с. 25). Сигнал управления
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112268/2112268-7t.gif)
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112268/2112268-8t.gif)
где
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112268/2112268-9t.gif)
T - постоянная времени. При выборе коэффициентов ci = bi, di = ai, a = T/T1 будет R1 = R, r1 = r соответственно
xp = (x1 - x2 - x)
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112002/183.gif)
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112268/2112268-10t.gif)
Выбором коэффициентов Tкк полинома R0(p) обеспечивается требуемое качество управления (Кузовков Н. Т. Модальное управление и наблюдающие устройства, М.: Машиностроение, 1976). В БФИМ1(2) (фиг.2) входной сигнал xп(t) поступает на первый вход БФК9 и на входы Б31(7),..., БЗК (8), в которых формируются сигналы xп1= xп(t-
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112210/964.gif)
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112210/964.gif)
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112210/964.gif)
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112210/964.gif)
xп(t) = A0 + A1t + ... + Aktk
будут иметь место производные
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112268/2112268-11t.gif)
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112268/2112268-12t.gif)
соответственно в каждый момент времени t = 0
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112268/2112268-13t.gif)
В БФК9 по поступившим сигналам xп(t),
xп1= xп(t-
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112210/964.gif)
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112210/964.gif)
(здесь
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112210/964.gif)
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112210/964.gif)
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112210/964.gif)
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112268/2112268-14t.gif)
следовательно по сигналу наведения x1 текущий параметр отслеживает во времени программный параметр xп
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112268/2112268-15t.gif)
Примеры технической реализации блоков СУ и БЗ приведены в книге (Тетельбаум И. М., Шнайдер Ю.Р., 400 схем для АВМ, М.: Энергия, 1978, с. 8, с. 49). Пример реализации БФК9 приведен (Бронштейн И.Н., Семендяев К.А., Справочник по математике, М.: Наука, 1986, с. 503). Сигнал измеренного возмущения f(t) с выхода БДВВ5 поступает на вход БФИМ2(6), который по техническому исполнению аналогичен БФИМ1(2). При представлении f(t) в виде многочлена
f(t) = B0 + B1t + ... + mBmtm
будут иметь место производные
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112268/2112268-16t.gif)
соответственно в каждый момент времени t = 0
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112268/2112268-17t.gif)
На выходе БФИМ2(6) при известных величинах T1, li в каждый момент времени формируется сигнал
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112268/2112268-18t.gif)
откуда следует, что сигнал x2 = T1fN компенсирует влияние возмущений fT1N, в итоге после обработки начальных условий текущий параметр x(t) = xп
![комплекс наведения и управления полетом летательных аппаратов, патент № 2112268](/images/patents/359/2112002/183.gif)
Класс G05B13/04 с использованием моделей или моделирующих устройств