УСТРОЙСТВО КООРДИНИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ Российский патент 2009 года по МПК G05D1/00 

Описание патента на изобретение RU2367992C1

Изобретение относится к устройствам управления для бортовых систем автоматического управления летательными аппаратами с реализацией режимов координированных разворотов.

Известны устройства управления для систем, в которых каналы управления креном и курсом содержат элементы вычитания и суммирующие усилители, формирующие по задающим воздействиям и сигналам датчиков состояния управляющие воздействия на исполнительные приводы летательного аппарата [1].

Недостатком такой реализации является ограниченность возможностей управления и невысокая динамическая точность.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство координированного управления летательным аппаратом, содержащее инвертирующий усилитель, последовательно соединенные датчик угловой скорости по крену и первый суммирующий усилитель, последовательно соединенные задатчик сигнала управления по курсу, первый блок вычитания и второй суммирующий усилитель, второй вход которого соединен с выходом датчика угловой скорости по курсу, последовательно соединенные первый нелинейный элемент с ограничением, второй блок вычитания, выход которого соединен с первым суммирующим усилителем, а второй вход с выходом датчика угла крена, датчик угла курса, выход которого соединен со вторым входом первого блока вычитания [2].

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности и невысокая динамическая точность управления.

Решаемой в предложенной системе управления технической задачей является расширение функциональных возможностей и повышение динамической точности управления. Предложенным построением устройства управления достигается функциональная возможность достижения максимальной интенсивности управления и увеличение динамической точности.

Указанный технический результат достигается тем, что в известное устройство координированного управления летательным аппаратом, содержащее инвертирующий усилитель, последовательно соединенные датчик угловой скорости по крену и первый суммирующий усилитель, последовательно соединенные задатчик сигнала управления по курсу, первый блок вычитания и второй суммирующий усилитель, второй вход которого соединен с выходом датчика угловой скорости по курсу, последовательно соединенные первый нелинейный элемент с ограничением, второй блок вычитания, выход которого соединен с первым суммирующим усилителем, а второй вход с выходом датчика угла крена, датчик угла курса, выход которого соединен со вторым входом первого блока вычитания, дополнительно введен второй нелинейный элемент с ограничением, вход которого соединен с выходом первого суммирующего усилителя, а выход является выходом устройства, при этом выход второго суммирующего усилителя соединен через инвертирующий усилитель со входом первого нелинейного элемента с ограничением.

Действительно, при этом обеспечивается максимальная отработка угла курса посредством маневров по крену, т.е. расширение зоны разворотов с большими углами крена.

На чертеже представлена структурная схема устройства координированного управления.

Устройство координированного управления летательным аппаратом содержит инвертирующий усилитель 1 (ИУ), последовательно соединенные датчик угловой скорости по крену 2 (ДУСКр) и первый суммирующий усилитель 3 (1 СУ), последовательно соединенные задатчик сигнала управления по курсу 4 (ЗСУКур), первый блок вычитания 5 (1БВ) и второй суммирующий усилитель 6 (2СУ), второй вход которого соединен с выходом датчика угловой скорости по курсу 7 (ДУСКур), последовательно соединенные первый нелинейный элемент с ограничением 8 (1НЭСО), второй блок вычитания 9 (2БВ), выход которого соединен с первым суммирующим усилителем 3, а второй вход с выходом датчика угла крена 10 (ДУКр), датчик угла курса 11 (ДУКур), выход которого соединен со вторым входом первого блока вычитания 5. Кроме того, устройство содержит второй нелинейный элемент с ограничением 12 (2НЭСО), вход которого соединен с выходом первого суммирующего усилителя 3, а выход является выходом устройства, при этом выход второго суммирующего усилителя 6 соединен через инвертирующий усилитель 1 со входом первого нелинейного элемента с ограничением 8.

Устройство координированного управления работает следующим образом.

Основные сигналы управления в каналах курса σΨ и крена σγ формируются, соответственно, блоками 4, 5, 6, 7, 11 канала курса и 1, 2, 3, 9 канала крена:

где К, K - передаточные коэффициенты второго суммирующего усилителя 6;

Δψ - сигнал рассогласования по курсу на выходе первого блока вычитания 5;

ψ - сигнал датчика угла курса 11;

ψзад - задающий сигнал по курсу на выходе задатчика сигнала управления по курсу 4;

ωу - сигнал датчика угловой скорости по курсу 7;

К, К - передаточные коэффициенты первого суммирующего усилителя 3;

Δγ - сигнал рассогласования по крену на выходе второго блока вычитания 9;

γ - сигнал датчика угла крена 10;

γупр - управляющий сигнал по крену на выходе нелинейного элемента с ограничением 8;

ωх - сигнал датчика угловой скорости по крену 2.

Сигнал γупр. формируется специальным каналом координированного управления, подключенным входом по сигналу σψ - к выходу второго суммирующего усилителя 6, а выходом ко входу второго блока вычитания 9. Канал содержит последовательно соединенные блоки 1 и 8. Формирование сигнала γупр. по сигналу курса σΨ позволяет в целом достичь требуемых демпфирующих свойств процессов движения по крену.

Устройство координированного управления работает в режиме стабилизации и управления значений ψзад через канал крена. А именно. При отработке больших сигналов ψзад канал курса формирует σψ, а канал крена - в режиме координированного управления с отработкой сигнала γупр≠0 и с инвертированием и ограничением сигнала σψ.

Инвертирующий усилитель 1 этого канала устройства позволяет реализовать сам принцип координированного управления благодаря инвертизации входного сигнала и выбрать оптимальное значение степени усиления. Первый нелинейный элемент с ограничением 8 обеспечивает требуемое ограничение сигнала γупр для канала крена в соответствии с техническими ограничениями на летательный аппарат по углу крена. Второй нелинейный элемент с ограничением 12 обеспечивает выполнение ограничения координированного сигнала управления для подачи на рулевой привод летательного аппарата.

Все блоки устройства управления являются стандартными и могут быть реализованы на элементах автоматики и вычислительной техники.

Таким образом, предложенное устройство управления позволяет расширить функциональные возможности системы и повысить динамическую точность управления.

Источники информации

1. И.А.Михалев и др. Системы автоматического управления самолетом. - М.: Машиностроение, 1987 г., с.174.

2. Патент РФ №2237269 от 03.04.2003 г., G05D 1/08.

Похожие патенты RU2367992C1

название год авторы номер документа
АДАПТИВНОЕ УСТРОЙСТВО КООРДИНИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ 2008
  • Сыров Антолий Сергеевич
  • Пучков Александр Михайлович
  • Скабицкий Владимир Иванович
  • Карева Елена Михайловна
RU2367993C1
ДВУХКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО КООРДИНИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ 2013
  • Сыров Анатолий Сергеевич
  • Пучков Александр Михайлович
RU2532720C1
МОДЕРНИЗИРОВАННОЕ АДАПТИВНОЕ УСТРОЙСТВО КООРДИНИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ 2014
  • Пучков Александр Михайлович
  • Селезнев Антон Евгеньевич
  • Хлопкин Артем Владимирович
  • Соловьев Алексей Сергеевич
RU2554515C1
Способ формирования сигнала управления боковым движением нестационарного беспилотного летательного аппарата с адаптивно-функциональной коррекцией и устройство для его осуществления 2016
  • Сыров Анатолий Сергеевич
  • Пучков Александр Михайлович
  • Жданович Надежда Павловна
  • Соловьев Алексей Сергеевич
  • Селезнев Антон Евгеньевич
  • Романов Олег Дмитриевич
  • Хлопкин Артем Владимирович
RU2631736C1
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА УПРАВЛЕНИЯ БОКОВЫМ ДВИЖЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2007
  • Абадеев Эдуард Матвеевич
  • Ежов Владимир Васильевич
  • Кравчук Сергей Валентинович
  • Ляпунов Владимир Викторович
  • Макаров Николай Валентинович
  • Пучков Александр Михайлович
  • Сыров Анатолий Сергеевич
  • Трусов Владимир Николаевич
RU2339990C1
УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ КООРДИНИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ 2003
  • Кравчук С.В.
  • Пучков А.М.
  • Сыров А.С.
RU2237269C1
УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ УПРАВЛЯЮЩИХ СИГНАЛОВ ДЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ 2003
  • Бонк Р.И.
  • Винников А.А.
  • Козлов А.И.
  • Петушков Б.К.
  • Пучков А.М.
  • Сыров А.С.
  • Черепанова В.Е.
RU2238582C1
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ УГЛОВЫМ ДВИЖЕНИЕМ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 2003
  • Бонк Р.И.
  • Петушков Б.К.
  • Пучков А.М.
  • Сыров А.С.
  • Черепанова В.Е.
RU2234117C1
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
БОРТОВАЯ ЦИФРОАНАЛОГОВАЯ АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ 2009
  • Абадеев Эдуард Матвеевич
  • Кравчук Сергей Валентинович
  • Ляпунов Владимир Викторович
  • Пучков Александр Михайлович
  • Сыров Анатолий Сергеевич
  • Трусов Владимир Николаевич
RU2391694C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 367 992 C1

Реферат патента 2009 года УСТРОЙСТВО КООРДИНИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в бортовых системах автоматического управления летательными аппаратами с реализацией режимов координированных разворотов. Технический результат - расширение функциональных возможностей и повышение динамической точности управления. Для достижения данной цели устройство управления содержит датчик угла крена, датчик угловой скорости по крену, датчик угла курса, датчик угловой скорости по курсу, первый и второй суммирующие усилители, задатчик сигнала управления по курсу, первый и второй блоки вычитания, инвертирующий усилитель, первый и второй нелинейные элементы с ограничением. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 367 992 C1

Устройство координированного управления летательным аппаратом, содержащее инвертирующий усилитель, последовательно соединенные датчик угловой скорости по крену и первый суммирующий усилитель, последовательно соединенные задатчик сигнала управления по курсу, первый блок вычитания и второй суммирующий усилитель, второй вход которого соединен с выходом датчика угловой скорости по курсу, последовательно соединенные первый нелинейный элемент с ограничением, второй блок вычитания, выход которого соединен с первым суммирующим усилителем, а второй вход с выходом датчика угла крена, датчик угла курса, выход которого соединен со вторым входом первого блока вычитания, отличающееся тем, что оно содержит второй нелинейный элемент с ограничением, вход которого соединен с выходом первого суммирующего усилителя, а выход является выходом устройства, при этом выход второго суммирующего усилителя соединен через инвертирующий усилитель со входом первого нелинейного элемента с ограничением.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2367992C1

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ КООРДИНИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ 2003
  • Кравчук С.В.
  • Пучков А.М.
  • Сыров А.С.
RU2237269C1
Михалев И.А
и др
Системы автоматического управления самолетом
- М.: Машиностроение, 1987, с.174
Боднер В.А
Теория автоматического управления полетом
- М.: Наука, 1964, с.113
Бортовые системы управления полетом
/ Под общей редакцией Ю.В.Байбородина
- М.: Транспорт, 1975, с.103-108
Шаров С.Н
Основы проектирования

RU 2 367 992 C1

Авторы

Сыров Анатолий Сергеевич

Пучков Александр Михайлович

Петушков Борис Константинович

Черепанова Валентина Евгеньевна

Карева Елена Михайловна

Даты

2009-09-20Публикация

2008-05-28Подача