СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЕТОМ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2000 года по МПК B64C13/18 G05D1/08 

Описание патента на изобретение RU2147009C1

Изобретение относится к области авиастроения, в частности к замкнутым контурам управления движения летательных аппаратов.

Известны системы управления боковым и продольным движением летательных аппаратов, описание которых приведены в книге [1] В.А.Боднера "Теория автоматического управления полетом", М., 1964 г., стр. 178, 194, в книге [2] И. А.Михалева и др. "Системы автоматического управления самолетом". М.: Машиностроение, 1976 г. , стр. 259, 394, в книге [3] Г.И.Загайнова, Ю.П.Гуськов "Управление полетом самолетом". М.: Машиностроение, 1980 г., стр. 161 - 172.

Наиболее близким аналогом принимается система, описанная в книге [3] на стр. 161 - 163, структурная схема которой приведена на стр. 161 (рис. 6.2.1. б). Эта система содержит блок алгебраического суммирования БАС, контур стабилизации КС, блок информационных датчиков БИД. При заданном сигнале отклонения x3, в БАС на вход которого поступает сигнал текущей координаты x=x(t) с первого выхода БИД, формируется сигнал (x3-x), который с выхода БАС поступает на вход КС, имеющего передаточную функцию ([3], стр. 162, зависимость (6.2.2) при постоянных времени T1, T2, T3, T4:
(x3-x)(T44p4+T33 p3+T22p2+T1p)-1=x,
здесь p-оператор дифференцирования, координата x=x(t) измеряется БИД.

В замкнутом контуре

или

тогда при x3=const и параметрах Tii, обеспечивающих устойчивость и качество управления, x--->x3, однако, при изменяющемся во времени x3(t), например x3= A0+A1•t, имеет место погрешность управления δx _→ A1•T1, что при A1=50 м/с, T1= с составляет δx = 25 м.
Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого технического решения, является повышение точности работы системы.

Обеспечивается технический результат тем, что в систему автоматического управления полетом летательного аппарата, содержащую последовательно соединенные блок алгебраического суммирования и контур стабилизации, а также блок информационных датчиков, первый выход которого подключен к первому входу блока алгебраического суммирования, причем на третий вход контура стабилизации подключен пятый выход блока информационных датчиков, дополнительно введены последовательно соединенные по первому,...,n-ому входам-выходам, блок формирования заданного сигнала управления и блок формирования заданных параметров движения, на третий вход которого подключен шестой выход блока информационных датчиков, седьмой выход которого подключен к (n+1)-ному входу блока формирования заданного сигнала управления, выход которого подключен к пятому входу блока алгебраического суммирования.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы, где:
1 - блок алгебраического суммирования БАС,
2 - контур стабилизации КС,
3 - блок информационных датчиков БИД,
4 - блок формирования заданного сигнала управления БФЗСУ,
5 - блок формирования заданных параметров движения БФЗПД.

Пунктирной линией обозначена естественная связь КС 2 с БИД 3.

Система работает следующим образом.

БИД 3 (см. , например, [4] И.И.Помыкаев и др. "Навигационные приборы и устройства", М. : Машиностроение, 1983 г. , стр. 403) измеряет параметры движения летательного аппарата:
- сигнал текущей координаты во времени t x=x(t), который с первого выхода БИД 3 поступает на первый вход БАС 1;
- параметры стабилизации (углы и угловые скорости), которые с пятого выхода (например, в последовательном коде) БИД 3 поступают на третий вход КС 2;
- сигнал продольной координаты y=y(t), который с шестого выхода БИД 3 поступает на третий вход БФЗПД 5,
- сигнал продольной скорости движения который с седьмого выхода БИД 3 поступает на (n+1)-ный вход БФЗСУ 4.

БФЗПД 5 по техническому исполнению является арифметическим устройством ([5] , Л.Н.Преснухин, П.В.Нестеров "Цифровые вычислительные машины", М.: Высшая школа, 1981 г., стр. 16, 17), выполняющим операции запоминания, суммирования, вычитания, умножения, деления.

В оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) БФЗПД 5 заполнены координаты опорных точек заданной траектории x1, y1, x2, y2,...,xк, yк.

Затем в БФЗПД 5 при представлении заданной траектории в виде степенного ряда x3(y)=a0+a1y+...+amym=f1
- посредством вычислительной процедуры интерполяции (см., например, [6] И. Н. Бронштейн, К.А. Семендяев "Справочник по математике", М.: Наука, 1986 г. , стр. 502 - 504) на операциях разности, умножения, деления, суммирования формируются коэффициенты интерполяционного многочлена степени m≤(K+I):
a0(x1,y1,...,xк,yк), a1(x1,y1,...,xк,yк),...,
am=(x1,y1,...,xк,yк)
- посредством операций умножения (возведения в степень) и сложения формируется степенной интерполяционный многочлен f1 координат заданной траектории и ее параметрические производные f2,...,f(m+1):
f1=a0+a1y+a2y2+...+ amym,


Параметры f1, ...,fn)n≤m+1) с первого,..., n-20 выходов БФЗПД 5, например, в последовательном коде выдаются потребителям (например, в систему индикации) и поступают на первый, ..., n-ый входы БФЗСУ 4, на (n+1)-ный вход которого поступает сигнал продольной скорости движения с седьмого выхода БИД 3.

Производные интерполяционного многочлена "f1" по времени имеют вид:


так как вторая и высшие производные f1 по времени рассчитываются на каждом расчетном шаге с то тогда

В БФЗСУ 4 по техническому исполнению, являющемуся арифметическим устройством (см. [5] , стр. 16, стр. 315 - 320), на операциях умножения (возведение в степень) и сложения при (n-1)=i и постоянных известных коэффициентах C1,...,Ci формируется сигнал заданного управления

который с выхода БФЗСУ 4 поступает на пятый вход БАС 1, в котором формируется сигнал (x3y-x), поступающий на первый вход КС 2, являющегося контуром стабилизации летательного аппарата, застабилизированного по углам и угловым скоростям, поступающим на третий вход КС 2 с пятого выхода БИД 3. КС 2 имеет передаточную функцию ([3], стр. 162, зависимость (6.2.2))
(x3y-x)=x(T1p+T22p2+ T33p3+T44p4),
соответственно в замкнутом контуре при i=4


т. е. текущие координаты отслеживают заданные без погрешностей, присущих наиболее близкому аналогу, что свидетельствует о достижении технического результата.

Похожие патенты RU2147009C1

название год авторы номер документа
КОМПЛЕКСНАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА НАВИГАЦИИ И НАВЕДЕНИЯ 1999
  • Ситнов А.П.
  • Джанджгава Г.И.
  • Матвеенко А.М.
  • Матвеев В.А.
  • Негриков В.В.
  • Орехов М.И.
  • Рогалев А.П.
RU2154283C1
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЫСОТОЙ ПОЛЕТА ПРИ ПОСАДКЕ 1996
  • Джанджгава Г.И.
  • Негриков В.В.
  • Рогалев А.П.
RU2102281C1
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БОКОВЫМ ДВИЖЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 1994
  • Герасимов Г.И.
  • Джанджгава Г.И.
  • Негриков В.В.
  • Полосенко В.П.
  • Сазонова Т.В.
  • Терещенко Т.В.
RU2079108C1
ПРИЦЕЛЬНО-НАВИГАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС 1999
  • Джанджгава Г.И.
  • Герасимов Г.И.
  • Бражник В.М.
  • Негриков В.В.
  • Орехов М.И.
  • Рогалев А.П.
  • Сухоруков С.Я.
RU2139568C1
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА НАВИГАЦИИ 1998
  • Джанджгава Г.И.
  • Герасимов Г.И.
  • Бражник В.М.
  • Негриков В.В.
  • Никулин А.С.
  • Орехов М.И.
  • Рогалев А.П.
  • Сухоруков С.Я.
RU2146803C1
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЫСОТОЙ ПОЛЕТА 1996
  • Джанджгава Г.И.
  • Герасимов Г.И.
  • Вериго И.И.
  • Кавинский В.В.
  • Курдин В.В.
  • Негриков В.В.
  • Орехов М.И.
RU2093420C1
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КАТАПУЛЬТИРУЕМЫМ КРЕСЛОМ СПАСЕНИЯ ЭКИПАЖА 1998
  • Джанджгава Г.И.
  • Северин Г.И.
  • Будкин В.Л.
  • Бахонин К.А.
  • Мякишев Г.А.
  • Негриков В.В.
  • Федулов Н.П.
  • Яковлев Н.Н.
  • Лившиц А.Н.
  • Ефанов А.А.
RU2144888C1
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЫСОТОЙ ПОЛЕТА 1994
  • Герасимов Г.И.
  • Джанджгава Г.И.
  • Негриков В.В.
  • Орехов М.И.
  • Сазонова Т.В.
  • Терещенко Т.В.
RU2081396C1
КОМПЛЕКС ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГРУППОВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ 1999
  • Симонов М.П.
  • Джанджгава Г.И.
  • Корчагин В.М.
  • Герасимов Г.И.
  • Панков О.Д.
  • Бражник В.М.
  • Бекетов В.И.
  • Евдокимов Г.И.
  • Моисеев А.Г.
  • Негриков В.В.
  • Орехов М.И.
  • Рогалев А.П.
  • Сухоруков С.Я.
RU2152078C1
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ЦЕЛЕУКАЗАНИЯ 1998
  • Джанджгава Г.И.
  • Герасимов Г.И.
  • Бражник В.М.
  • Евдокимов Г.И.
  • Негриков В.В.
  • Орехов М.И.
  • Панков О.Д.
  • Рогалев А.П.
  • Сухоруков С.Я.
RU2145720C1

Реферат патента 2000 года СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЕТОМ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Изобретение относится к области авиационных систем, обеспечивающих управление и наведение летательных аппаратов. Технический результат заключается в повышении точности работы системы. Система содержит блок алгебраического суммирования, контур стабилизации, блок информационных датчиков, блок формирования заданных параметров движения, формирующий заданные траектории движения и их параметрические производные, и блок формирования заданных сигналов управления, обеспечивающие в замкнутом контуре управления точное движение по заданным пространственно-временным траекториям. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 147 009 C1

Система автоматического управления полетом летательного аппарата, содержащая последовательно соединенные блок алгебраического суммирования и контур стабилизации, а также блок информационных датчиков, первый выход которого подключен соответственно к первому входу блока алгебраического суммирования, причем на третий вход контура стабилизации подключен пятый выход блока информационных датчиков, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены последовательно соединенные по первому, ..., n-му входам - выходам блок формирования заданного сигнала управления и блок формирования заданных параметров движения, на третий вход которого подключен шестой выход блока информационных датчиков, седьмой выход которого подключен к (n+1)-му входу блока формирования заданного сигнала управления, выход которого подключен к пятому входу блока алгебраического суммирования.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2000 года RU2147009C1

Загайнов Г.И
и др
Управление полетом самолетов
- М.: Машиностроение, 1980, с
Вага для выталкивания костылей из шпал 1920
  • Федоров В.С.
SU161A1
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БОКОВЫМ ДВИЖЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 1996
  • Джанджгава Г.И.
  • Герасимов Г.И.
  • Бражник В.М.
  • Вериго И.И.
  • Грачев В.В.
  • Негриков В.В.
  • Шкред В.К.
RU2096263C1
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 1993
  • Андриевский В.Р.
  • Бессаев Н.С.
  • Богданов В.С.
  • Войнов Е.А.
  • Жигальцов Л.Н.
  • Мясников В.Н.
  • Навиндовский В.Н.
  • Никольцев В.А.
  • Подвальных А.С.
RU2062503C1
УСТРОЙСТВО КООРДИНИРОВАННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛОВОГО БОКОВОГО ДВИЖЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 1990
  • Белова Л.Е.
  • Горбунов Н.И.
  • Кузнецов Ю.В.
  • Пучков А.М.
  • Сотская И.В.
RU2047888C1
Шланговое соединение 0
  • Борисов С.С.
SU88A1
Михалев И.А
и др
Системы автоматического управления самолетов
- М.: Машиностроение, 1976, с.394
Болднер В.А.Теория автоматического управления полетом
- М.: Наука, 1964, с.194.

RU 2 147 009 C1

Авторы

Джанджгава Г.И.

Барковский А.Ф.

Герасимов Г.И.

Бражник В.М.

Негриков В.В.

Орехов М.И.

Осипов В.Г.

Панков О.Д.

Рогалев А.П.

Сухоруков С.Я.

Даты

2000-03-27Публикация

1999-01-20Подача