Разработка методов комплексирования и оценивания измерительных систем беспилотного летательного аппарата

• Автор: Шолохов, Денис Олегович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Обозначения и сокращения

Введение
Глава 1. Системы управления и алгоритмы функционирования беспилотных ЛЕТАТЕЛЬНЫХ аппаратов

1.1. Классификация БЛА и их систем управления

1.2. Алгоритмы управления БР

1.2.1. Методы синтеза алгоритмов терминального управления

1.2.2. Адаптивные алгоритмы терминального управления

1.3. Интеллектуализированная СУ перспективных БЛА

1.4. Системы управления БЛА с интеллектуальной компонентой Выводы

Глава 2. Измерительные системы и комплексы беспилотных

ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
2.1. Навигационные системы и комплексы
2.1.1. Инерциальные навигационные системы
2.1.2. Радионавигационные системы
2.2. Погрешности навигационных систем
2.3. Анализ погрешностей навигационных систем БЛА
2.4. Разработка метода комплексирования перспективного измерительного комплекса БЛА
2.4.1. Анализ методов комплексирования
2.4.2. Каскадный метод комплексирования измерительных систем БЛА
Выводы
Глава 3. Методы построения прогнозирующих моделей
3.1. Задача прогнозирования
3.2. Анализ методов построения прогнозирующих моделей
3.3. Самоорганизация прогнозирующих моделей
3.4. Разработка ансамбля критериев селекции алгоритма самоорганизации
3.5. Генетические алгоритмы
3.6. Компактная модификация генетическою алгоритма
Выводы
Глава 4. Оценка требований к точности НК и СУ БЛА
4.1. Способ оценки рациональных требований к точностным. характеристикам ИСУ
4.2. Способы оценки и прогнозирования погрешностей измерительных систем
Выводы
Глава 5. Экспериментальные исследования
5.1. Результаты моделирования алгоритмов самоорганизации
5.2. Результаты моделирования генетического алгоритма
5.3. Анализ результатов моделирования
Выводы
Общие выводы и заключение
Список литературы


Разработанные алгоритм самоорганизации и генетический алгоритм позволяют существенно упростить их реализацию в спецвычислителе СУ БЛА за счёт использованных модификаций, что позволяет экономить вычислительные ресурсы и повысить быстродействие системы. Достоверность полученных в диссертации результатов и выводов обеспечивается достаточной адекватностью полученных прогнозирующих моделей и известных математических моделей погрешностей ИНС, корректностью математических выводов при разработке алгоритмов, а также согласованностью полученных результатов с известными данными, опубликованными в открытой печати. Кибернетики МИЭМ и т. По теме диссертации опубликовано работы, в том числе 4 статьи в изданиях из списка ВАК. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения. В первой главе диссертации представлены различные способы классификации БЛА и приведены примеры наиболее популярных БЛА с некоторыми их характеристиками. В рамках приведенной классификации выделены типы БЛА, которые являются предметом исследования. БЛЛ многоразового действия. Исследованы алгоритмы управления современных баллистических ракет (БР) и СУ перспективными БР. Выделен наиболее перспективный тип СУ - интеллектуализированные СУ или СУ с интеллектуальными компонентами, которые целесообразно применять для управления перспективными БР и атмосферными БЛА. Представлены методическая схема разработки технического облика СУ перспективных БЛА и на основе известной методику выбраны структурные схемы—СУ БЛА,—которые- целесообразно испильзовать Для управления современными и перспективными БЛА. Вторая глава посвящена исследованию измерительных систем БЛА и НК. Проведен анализ ошибок навигационных систем: ИНС, ГЛОНАСС и НК с различной конфигурацией. Рассмотрены селективный НК и ПК с изменяющейся конфигурацией. Разработан каскадный метод комплексирования в НК, который предполагает двухэтапный синтез структуры НК. На первом этапе проводится анализ трендов ошибок измерительных систем, используемых в СУ БЛА, гак как их построение требует минимального времени. Второй этап предполагает анализ нелинейных высокоточных прогнозирующих моделей ошибок, в результате которого подтверждается выбранная структура или синтезируется новая структура НК. В третьей главе представлен анализ наиболее популярных методов построения прогнозирующих моделей. Метод линейных трендов, метод Фурье, нейронные сети, метод самоорганизации, в частности МГУА, генетические алгоритмы. Сделан выбор типов алгоритмов, которые целесообразно использовать в НК и СУ БЛА: линейные тренды, алгоритм самоорганизации и генетический алгоритм. Разработан генетический алгоритм для построения модели ошибок ИНС. В генетическом алгоритме для упрощения процедуры построения модели использован ограниченный базис генов и способ сокращения числа хромосом при делении, аналогичный процедуре мейоза. Четвертая глава посвящена разработке _способов _ априорной _и динамической оценок точности измерительных спечем БЛА. На основе предложенных способов осуществляется: - вычисление априорной (до пуска) точности поражения цели; - определение априорной конфигурации НК, обеспечивающего заданную точность; - вычисление точности поражения цели в полете с последующим принятием решения о целеуказании; -изменение конфигурации НК в полете. Разработанные способы оценки точности поражения цели и архитектуры НК осуществляется на основе анализа прогноза ошибок измерительных систем. Повышение точности поражения цели в процессе движения БЛА предложено осуществлять с помощью изменения сценария полета в интеллектуализированной СУ БЛА на основе периодического анализа прогноза ошибок навигационных систем БЛА. Пятая глава посвящена экспериментальным исследованиям. Проведено моделирование тестовой математической модели ошибок ИНС, ошибок ИНС комплексированной с внешней по отношению к ИНС системой (ГЛОНАСС). В качестве методов обработки информации измерительных систем использованы линейный тренд, модифицированные алгоритм самоорганизации и генетический алгоритм. НК и интеллектуализированных СУ БЛА.