Построение динамических моделей функционирования комплекса пилотажно-навигационного оборудования летательных аппаратов

• Автор: Козис, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Содержание
Введение.

1 КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПНК

1.1 Классификация и сравнительный анализ методов моделирования ПНК

1.2 Принципы моделирования погрешностей навигационных систем и устройств.

1.2.1 Требования к имитации погрешностей навигационных измерительных устройств

1.2.2 Выбор принципов моделирования погрешностей навигационных устройств

1.2.3 Способы моделирования погрешностей навигационных устройств

1.2.4 Структурная схема имитатора навигационного устройства

1.3 Результаты исследований

2 ИССЛЕДОВАНИЕ И ВЫБОР МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТРАЕКТОРИИ ПОЛЕТА

2.1 Принципы выбора модели траектории полета.
2.2 Требования к точности моделирования траектории полета самолета.
2.3 Моделирование траектории полета .
2.4 Методы коррекции траектории движения самолета в районах полюсов
2.5 Исследование и выбор численного метода и шага интегрирования для моделей траектории.
2.6 Результаты исследований
3 ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ ВЫЧИСЛЕНИЯ НАВИГАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ.
3.1 Алгоритмы вычисления навигационных параметров
3.2 Требования к точности вычисления параметров при моделировании радионавигационных систем
3.3 Выбор способов отображения эллипсоида на сферу.
3.4 Анализ алгоритмов вычисления сферических длин и азимутов.
3.4.1 Алгоритмы вычисления сферических длин и азимутов при задании исходных точек с помощью координат.
3.4.2 Алгоритм вычисления сферических длин и азимутов при векторном задании исходных точек.
3.5 Алгоритмы решения обратной геодезической задачи
3.6 Моделирование радионавигационной обстановки
3.6.1 Моделирование радионавигационной обстановки
3.6.1.1 Количество имитируемых радионавигационных точек
3.6.1.2 Состав имитируемых наземных радионавигационных средств
3.6.1.3 Моделирование зон прима и рабочих зон радионавигационных устройств и систем.
3.6.1.4 Представление параметров наземных радионавигационных средств в памяти ЦВМ.
3.6.1.5 Моделирование магнитного поля Земли
3.7 Моделирование воздушной среды.
3.8 Результаты исследований.
4 МОДЕЛИРОВАНИЕ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ.
4.1 Имитатор радиосистемы ближней навигации РСБН.
4.1.1 Описание имитатора
4.1.2 Алгоритмы вычисления азимута и дальности
4.1.2.1 Модель канала измерения дальности.
4.1.3 Модель канала измерения азимута.
4.1.4 Моделирование возмущающих воздействий на работу РСБН
4.2 Имитатор доплеровского измерителя скорости и угла сноса.
4.2.2 Динамическая модель ДИСС
4.2.3 Погрешности ДИСС
4.3 Результаты исследований.
Заключение
Список использованных источников


Вышеизложенное подтверждает актуальность и практическую значимость исследований по разработке моделей функционирования элементов навигационного комплекса, совершенствованию методов их моделирования и реализации алгоритмов комплексной обработки информации. Цель диссертационной работы заключается в разработке алгоритмов математических моделей элементов НК, принципов и методов их моделирования, обеспечивающих высокую степень подобия функционирования НК в моделирующем комплексе и в реальной натурной работе, доведение полученных теоретических результатов до использования в реальной авиационной технике, на объекте Су, с последующей проверкой в летных испытаниях. Имитаторы перечисленных параметров доведены до практической реализации и использованы в виде программного обеспечения для системы самолетовождения и индикации ССИ- (разработка С-Пб ОКБ «Электроавтоматика») на объекте Су (ОКБ «Сухого»). Методы исследования. В связи с необходимостью сочетания разработки и исследований в натурном виде со средствами компьютерного моделирования элементов НК на начальном этапе созданы реальные имитаторы датчиков навигационных систем для объекта Су. Процессы обмена информацией между имитаторами НК с бортовой ЦВМ воспроизведены методами цифрового моделирования. Для теоретического обоснования использованы современные методы системного анализа, теории систем. В частности, представление систем в пространстве состояний и описание элементов НК средствами римановой геометрии с последующим анализом методами прикладной информатики и реализацией в БЦВМ. При моделировании помех использованы методы теории вероятностей, математической статистики и теории случайных процессов. Проверка правильности технических и организационных решений НК выполнена с помощью наземных и летных испытаний объекта Су на летноисследовательской и доводочной базе ОКБ «Сухого», в декабре г. Степень новизны научных результатов. Обоснована необходимость моделирования работы систем НК в «возмущенной» среде. Для формирования возмущающих воздействий использовались цифровые рекурсивные фильтры. Разработаны функциональное построение и структура имитаторов навигационных устройств, позволяющих реализовать принцип возмущенной работы. Получены математические модели возмущенной работы конкретных навигационных систем (РСБН, ДИСС, ИС). Исследованы алгоритмы вычисления параметров азимута и дальности применительно к моделированию радиосистем. Реализованы упрощенные выражения, обеспечивающие необходимую точность и минимальную длительность вычислений. Реализован комплексный подход к моделированию информационного обмена в НК. Практическая ценность. Обоснованные и исследованные в работе принципы моделирования датчиков и систем НК использованы в разработанной ОКБ «Электроавтоматика» (г. Сухого»). Опытные образцы этой системы в составе объектов Су проходят в настоящее время сертификационные заводские испытания. Срок серийного выпуска самолетов Су - г. Положения, выносимые на защиту. Принципы моделирования навигационных параметров в моделирующем комплексе. Способы имитации погрешностей навигационных параметров со статистическими характеристиками, близкими к реальным. Структура имитаторов навигационных устройств. Модели навигационных параметров. Обоснование алгоритмов, обеспечивающих информационное подобие моделей и реальных датчиков в навигационных комплексах. Практическая реализация имитаторов в виде функционального программного обеспечения для системы самолетовождения и индикации ССИ- самолета Су. Апробация работы. Этапы работы докладывались и обсуждались на семинарах кафедры систем управления и информации СПб ГУ ИТМО, на конференциях профессорско-преподавательского состава СПб ГУ ИТМО, на техническом совете С-Пб ОКБ «Электроавтоматика». Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 работы. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Объем работы состоит из 2 страниц, из них 5 страниц машинописного текста, 8 таблиц, рисунков. Список литературы содержит наименований.