Система автоматического управления посадочным маневром беспилотного летательного аппарата при действии бокового ветра

• Автор: Ивашова, Наталия Дмитриевна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ СИСТЕМ ПОСАДКИ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1 Анализ известных систем управления посадкой самолета

1.2 Анализ известных способов посадки самолета при боковом ветре.

1.3 Анализ известных методов теории оптимального управления

1.4 Постановка задачи

1.5 Выводы по главе

ГЛАВА 2. ФОРМИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ МНОГОРЕЖИМНОГО УПРАВЛЕНИЯ БОКОВЫМ ДВИЖЕНИЕМ САМОЛЕТА ПРИ СНИЖЕНИИ ПО ГЛИССАДЕ И ВЫРАВНИВАНИИ

2.2 Выбор алгоритмов автоматического управления боковым движением..

2.3 Выбор алгоритмов управления продольным движением
2.4 Выводы по главе
ГЛАВА 3. ФОРМИРОВАНИЕ ЛОГИКИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ С ОДНОГО РЕЖИМА ПОЛЕТА НА ДРУГОЙ ПРИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОСАДКЕ.
3.1 Определение необходимых расстояний на выполнение каждого из четырех режимов полета
3.2 Определение контрольных значений высоты полета при посадке в точках переключения
3.3 Оценка необходимого бокового и углового положения БЛА на первом участке маневра
3.4 Назначение уставок в регуляторы управления посадкой
3.5 Алгоритм автоматического переключения режимов управления посадкой при использовании трех регуляторов
3.6 Выводы по главе
ГЛАВА 4. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ КООРДИНАЦИИ БОКОВОГО И ПРОДОЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ С ЦЕЛЬЮ ОДНОВРЕМЕННОГО ОБНУЛЕНИЯ НУЖНЫХ КООРДИНАТ ПОЛОЖЕНИЯ И СКОРОСТИ В ТОЧКЕ ПРИЗЕМЛЕНИЯ
4.1 Постановка задачи оптимального управления координированным движением при посадке
4.2 Формулировка задачи оптимального управления с помощью динамического программирования
4.3 Сокращение числа алгебраических уравнений при нахождении
коэффициентов функции Беллмана
4.4 Получение коэффициентов функции Беллмана и передаточных чисел
квазилинейных регуляторов в квадратурах
4.5 Синтез регуляторов бокового и продольного движений,
координированных по положению и скорости
4.6 Выводы по главе
ГЛАВА 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ НА ЭВМ ПРОЦЕССОВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОСАДКИ ПРИ СИЛЬНОМ БОКОВОМ ВЕТРЕ
5.1. Моделирование без учета перекрестных связей между каналами
5.2. Моделирование с учетом перекрестных связей
5.3. Моделирование с учетом бокового и встречного ветра
5.4. Моделирование с учетом турбулентности ветра
5.5. Идентификация бокового ветра
5.6. Результаты моделирования идентификатора ветра
5.7. Выводы по главе
ГЛАВА 6. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПРИЗЕМЛЕНИЯ В ВИДЕ ЕДИНОГО ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО КРИТЕРИЯ И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В АВТОМАТИЧЕСКОМ ОПРЕДЕЛЕНИИ РИСКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИЗЕМЛЕНИЯ
6.1 Формирование единого параметрического критерия безопасности
приземления в конце посадочного маневра
6.2 Построение области приемлемого качества движения ЛА в точке начала выравнивания на основе результатов моделирования на ЭВМ
6.3 Оценка влияния процесса координации работы каналов управления боковым и продольным движением ЛА на область принятия решений
6.4 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Существующая практика посадки пилотируемых самолетов в гражданской авиации показывает, что при сильном боковом ветре в основном используются два типа маневров при снижении по глиссаде - в одном случае отклонение по курсу ликвидируется при управлении по крену, и тогда возникает либо приземление на одно колесо шасси, либо оказывается значительной боковая скорость, что недопустимо при недостаточной прочности стоек шасси.
В другом случае осуществляется предварительное отклонение в сторону ветра, и вблизи земли ненулевой курс выравнивается без крена, но при этом боковая скорость оказывается еще больше, чем в первом случае. Таким образом, известными способами ручного управления невозможно одновременно свести к нулю углы крена, пути и курса в момент приземления.
Особенно остро существует проблема безопасной посадки на шасси у легких беспилотных летательных аппаратов (БЛА) в сложных погодных условиях, когда в отсутствии человека необходимо решить задачу автоматического управления либо с борта, либо с земли. Поэтому тема данной диссертационной работы, посвящённая задаче автоматической посадки БЛА при сильном боковом ветре, является актуальной.
Цель диссертационной работы - это повышение безопасности посадки БЛА при расширенном диапазоне ветровых возмущений.
Объект исследований - система автоматического управления посадкой БЛА при снижении по глиссаде и выравнивании.
Предметом исследования является многорежимное управление боковым и продольным движением, определение области приемлемых отклонений БЛА от номинальной траектории в начале выравнивания и оценка преимуществ предложенного подхода.

Требуется:
- Сформировать законы управления элеронами и рулем направления при выполнении бокового посадочного маневра на каждом из участков;
- Определить логику переключения с одного закона управления на последующий и определить размеры каждого из участков маневра;
- Предложить логику координированного управления боковым и продольным движением при прогнозировании качества приземления для непрерывного контроля безопасности посадки БЛА.