Построение систем управления летательными аппаратами при посадке на подвижное основание

• Автор: Медынский, Юрий Валериевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 133 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ПОСАДОЧНЫХ КОМПЛЕКСОВ

1.1. Общие сведения о системах посадки самолетов

1.2. Динамические характеристики пилота в контуре управления .

1.3. Автоматизация процесса пилотирования.

1.4. Радиотехнические системы посадки.

1.4.1. Заход на посадку по оборудованию системы посадки.

1.4.2. Заход на посадку по радиомаячной системе посадки.

1.4.3. Заход на посадку по радиолокационной системе посадки.

1.4.4. Применение светосигнальных индикаторов глиссады

1.5. Заход на посадку на различных типах летательных аппаратов
1.6. Автоматическое приземление.
2. ОБОБЩЕННАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.
2.1. Принципы выполнения посадки
2.2. Математическая модель продольного канала самолета
3. КРИТЕРИЙ БЕЗАВАРИЙНОЙ ПОСАДКИ САМОЛЕТА.
3.1. Выбор показателей качества системы управления
3.2. Связь качества переходных процессов
с критерием безаварийной посадки.
3.3. Выбор номинальных параметров полета
3.4. Выводы по третьей главе
4. СИНТЕЗ ЗАКОНА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ САМОЛЕТА В ПРОДОЛЬНОМ КАНАЛЕ
4.1. Постановка задачи
4.2. Решение задачи синтеза закона
управления для продольного канала самолета.
4.2.1. Алгоритм синтеза закона управления.
4.2.2. Результаты синтеза закона управления.
4.3. Анализ и моделирование возмущающих воздействий.
4.4. Выводы по четвертой главе
5. АЛГОРИТМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОСАДКОЙ САМОЛЕТА С УЧЕТОМ ПРОГНОЗА КИЛЕВОЙ КАЧКИ КОРАБЛЯ
5.1. Обзор существующих методов и систем прогнозирования
5.1.1. Типы прогнозов.
5.1.2. Прогнозирование как оценка состояния динамической
системы. Теория фильтрации
5.1.3. Качественные показатели прогноза
5.1.3.1. Точность прогноза
5.1.3.2. Доверительность прогноза.
5.1.3.3. Надежность прогноза
5.1.4. Выводы по обзорной части пятой главы диссертации
5.2. Расчет параметров системы прогнозирования.
5.2.1. Выбор модели качки
5.2.2. Расчет модели качки.
5.2.3. Анализ характеристик модели качки.
5.2.4. Расчет дискретной модели качки
5.2.5. Расчет фильтра Калмана
5.2.6. Расчет фильтра Калмана для оценки модели качки.
5.2.7. Анализ быстродействия фильтра Калмана
5.3. Прогнозирование
5.3.1. Расчет состояния системы в заданный момент времени
на основании значения интервала дискретности.
5.3.2. Алгоритм прогнозирования.
5.3.3. Структурная схема прогнозирования
5.4. Анализ свойств системы прогнозирования.
5.4.1. Статистический анализ системы прогнозирования
5.4.2. Результаты моделирования системы прогнозирования.
5.5. Система автоматической посадки с учетом прогнозирования
5.6. Выводы по пятой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Измерительное устройство, не входящее непосредственно в систему прогнозирования выдает оценку таких параметров текущего процесса качки, как период качки, амплитуда и коэффициент затухания. На основании этих параметров строится модель качки и в соответствии с нею оптимальный фильтр Калмана. Далее полученный фильтр применяется к информационному сигналу процесса качки. Спустя некоторый интервал сходимости фильтра последний выдает оптимальную в смысле минимума дисперсии ошибки оценку текущего состояния процесса качки. Далее на основании заданного интервала прогнозирования и длительности такта бортовой ЭВМ определяется матрица состояния качки в заданный момент времени. По найденной матрице состояния и текущей оценке качки находится непосредственно прогноз качки в заданный момент времени в будущем. Был проведен анализ качества прогноза на основе известных характеристик как в виде ошибки прогноза, так и на основе математического ожидания ошибки прогнозирования. Была обоснована целесообразность модификации глиссады и рассчитаны экстремальные вариации значения корректировочного угла наклона глиссады на участке корректировки по прогнозу. Моделирование еще раз доказало, что для синтеза законов управления номинальные значения скорости полета и угла наклона глиссады были выбраны верно и рассчитанные экстремальные вариации угла наклона траектории не оказывают существенного влияния на выполнение требуемых показателей качества и, как следствие, критерия безаварийной посадки. Предложенный в диссертации подход позволяет синтезировать алгоритм автоматического управления летательным аппаратом в режиме посадки на подвижное основание. В основе синтеза лежит использование двух стационарных законов управления для обеспечения минимальной вариации параметров полета на заключительном этапе посадки, что дает возможность осуществить корректировку траектории в соответствии с прогнозом положения точки посадки. Полученный алгоритм превосходит аналоги [3, ], т. Предложенный в диссертации подход позволяет решать задачи автоматического управления посадкой летательных аппаратов на подвижное основание и применим как в военной, так и в гражданской авиации. Доклад на XXXIII научной и учебно-методической конференции СПбГУ ИТМО, 3-6 февраля года (Медынский Ю. В. «Исследование точностных характеристик систем автоматического управления посадкой самолета». Доклад XXXIV научной и учебно-методической конференции СПбГУ ИТМО, 2-4 февраля года (Костина О. В., Медынский . В. «Построение системы автоматической посадки летательного аппарата на подвижное основание». Доклад на th International Olympiad on Automatic Control, Russia, Saint-Petersburg, May - , (Yu. V. Medynsky. Synthesis of an algorithm for forecasting the estimated point of an aircraft’s touchdown onto a moving base). Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы, насчитывающего наименований. Основная часть работы изложена на 6 страницах машинописного текста. Автоматизированное управление воздушными судами принято разделять на полуавтоматическое (директорное) и автоматическое. Полуавтоматические (директориые) системы обеспечивают сбор и анализ информации о положении воздушного судна в пространстве, поступающей от навигационного оборудования, и выдают пилоту команду. Управление воздушным судном при помощи таких пилотажнонавигационных систем называется полуавтоматическим, так как автоматизированы сбор и обработка информации о состоянии воздушного судна, а управление остается ручным. Системы автоматического управления (САУ) обеспечивают не только сбор и обработку информации о состоянии воздушного судна, но и формирование законов управления, а также сам процесс управления. Человек осуществляет функции контроля за работой автоматической системы, опознания, принятия решений на включение той или иной программы, функции «горячего» резерва. Не следует думать, что лучшей бортовой системой управления является та, которая полностью исключает человека. Это обычно приводит к нерациональному усложнению системы и снижению общей надежности управления.