Исследование и оптимизация интегрированной системы измерения параметров полета летательного аппарата вблизи поверхности

• Автор: Румянцева, Елизавета Анатольевна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 165 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ

ДАТЧИКОВ ПАРАМЕТРОВ НИЗКОВЫСОТНОГО ПОЛЕТА

1.1. Обзор датчиков информации о параметрах низковысотного полета

1. 1.1. Аэрометрические датчики

1.1.2. Гцроскопические датчики

1.1.3. Инерциальные датчики

1.1.4. Радиотехнические датчики

1.1.5. Альтернативные методы измерения

1.2. Принципы построения и характеристики современных локационных высотомеров метровых высот
1.2.1. Лазерные высотомеры
1.2.2. Изотопные высотомеры
1.2.3. Радиовысотомеры
1.3. Требования к датчикам интегрированной системы измерения
1.4. Сравнение свойств инерциальных и локационных датчиков
1.5. Особенности применения интегрированной системы на современных гидросамолетах
1. 6. Особенности применения интегрированной системы на современных экранопланах
1.6.1. Достоинства использования и области применения экранопланов
1.6.2. Новейшие разработки экранопланов
1.6.3. Внедрение систем автоматического управления полетом экраноплана
1.6.4. Условия обеспечения качества управления движением над взволнованной поверхностью
1.7. Особенности расположения датчиков на ЛА
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ СИГНАЛОВ ДАТЧИКОВ ПАРАМЕТРОВ НИЗКОВЫСОТНОГО ПОЛЕТА
2.1. Методы повышения точности измерений
2.2. Анализ погрешности локационного высотомера
2.3. Исследование моделей входных воздействий в канале инерциального датчика
2.4. Временные и пространственные характеристики морского волнения
2.5. Математическая модель погрешности датчиков при полете над морской поверхностью
2.6. Решение задачи расчета спектра погрешности высотомера при
полете над взволнованной морской поверхностью
2.7. Оценка точности интегрированной системы в установившемся
режиме
3. СИНТЕЗ РОБАСТНОГО ФИЛЬТРА ДЛЯ ЗАДАННОГО КЛАССА ХАРАКТЕРИСТИК ПОГРЕШНОСТЕЙ ДАТЧИКОВ
3.1. Определение дисперсии ошибки локационного радиовысотомера
3.2. Анализ погрешности инерциального датчика вертикального ускорения
3.2.1. Уход нуля шкалы датчика
3.2.2. Компенсация ускорения силы тяжести
3.3. Анализ погрешности мнкромеханического акселерометра
3.4. Синтез комплексированного измерителя высоты
3.5. Определение дисперсии ошибки измерительной оптимальной системы
3.6. Определение дисперсии ошибки измерительной робастной системы
3.7. Оптимизация робастной системы
4. СИНТЕЗ СИСТЕМЫ С РЕКОНФИГУРАЦИЕЙ СТРУКТУРЫ
4.1. Общие принципы построения информационно-управляютцих комплексов
4.2. Самонастройка и автоматическое изменение структуры
4.3. Совместная обработка сигналов однотипных датчиков

4.4. Автоматическая перестройка фильтров
4.5. Самонастройка в системе измерения параметров низковысотного полета при наличии трех пар датчиков
4.6. Самонастройка системы при изменении параметров полета ЛА
4.7. Структура системы измерения низковысотного полета
4.8. Цифровая реализация алгоритмов обработки измерений
4.9. Анализ дисперсии ошибок в каналах локационного и инерциального датчиков
4.10. Обоснование выбора параметров цифровой обработки сигналов в
каналах радиовысотомера и акселерометра
5. ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧИ И РЕЗУЛЬТАТЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ИНТЕГ РИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПОЛЕТА
5.1. Результаты численной оптимизации
5.2. Схемный синтез и математическое моделирование синтезированной системы
5.3. Анализ дисперсии и среднеквадратической ошибки
интегрированной измерительной системы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Программа для исследования временных и частотных
характеристик каналов измерителя
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Составляющие ошибки локационных высотомеров и
акселерометров, переходные процессы в каналах измерителей
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Акты о внедрении результатов диссертационной работы

движением, имеет также некоторый положительный аспект, поскольку позволяет реализовать эффективный способ измерения углов наклона с помощью трех позиционных высотомеров и акселерометров, разнесенных по корпусу аппарата.
Количество локационных датчиков выбирается исходя из следующих соображений. Угол крена можно оценить по показаниям двух высотомеров, установленных на концах крыльев ЛА. Добавив сигнал третьего датчика, расположенного в носу ЛА, можно получить угол тангажа. Используя в местах установки локационных датчиков высоты акселерометры с вертикальными осями чувствительности, можно получить информацию об ускорениях изменения углов крена и тангажа. Следовательно, минимальное количество пар датчиков высотомер-акселерометр, необходимое для однозначного определения углов крена и тангажа, равно трём. Места расположения датчиков на корпусе экраноплана показаны на рис
Рис.1.4. Схема расположения датчиков на корпусе экраноплана
Еще одной причиной разнесения локационных датчиков по корпусу ЛА является следующее: на низкой высоте площадь, облучаемая высотомером становится сравнительно меньше, чем на больших высотах, то есть видимость высотомером подстилающей поверхности снижается. Таким образом, разнесение высотомеров по корпусу ЛА дает возможность просматривать более крупный участок морской поверхности, и, как следствие, повысить точность определения координат.