Разработка методов синтеза и идентификации пространственно-углового движения транспортного средства экраноплан

• Автор: Куменко, Антон Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 131 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. КРИТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ АДАПТИВНЫХ МОДЕЛЕЙ, ИДЕНТИФИКАЦИИ И НАВИГАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ДИАМИКЕ ЭКРАНОПЛАНА.

1.1 Ключевые понятия адаптации в контексте математических методов

моделирования движения в пространстве.

1.2. Общее состояние вопроса идентификации линейных нестационарных динамических объектов

1.3. Обсуждение навигационной задачи.

1.4. Постановка задачи синтеза адаптивного пространственноуглового движения экраноплана с аналоговым рулевым приводом
2. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ ПОДХОД В ЗАДАЧЕ ФОРМИРОВАНИЯ ТРАЕКТОРИИ ПОЛЕТА ЭКРАНОПЛАНА С УЧЕТОМ ОБХОДА ОПАСНЫХ ОБЛАСТЕЙ ПО ТРАССЕ МАРШРУТА.

2.1. Математическое моделирование конфигурационных препятствий

2.2. Выделение базовых запретных областей

2.3. Определение субоптимальных вариантов траекторий.
2.4. Уточнение базовых путей.
2.5. Выбор оптимальной траектории
Выводы.
3. АДАПТИВНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ УГЛОВОГО ДВИЖЕНИЯ ЭКРАНОПЛАНА С АНАЛОГОВЫМ РУЛЕВЫМ ПРИВОДОМ.
3.1. Вывод уравнений возмущенного движения. Постановка задачи синтеза базового алгоритма стабилизации
3.2. Синтез базового алгоритма стабилизации
3.3. Обоснование применения адаптивного регулятора в контуре стабилизации углового движения
3.4. Выбор состава навигационноизмерительных приборов.
3.5. Результаты численного моделирования.
4. СПЕКТРАЛЬНАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ЛИНЕАРИЗИРОВАННОЙ НЕСТАЦИОНАРНОЙ МОДЕЛИ ПРОСТРАНСТВЕННОУГЛОВОГО ДВИЖЕНИЯ ЭКРАН НАНА.
4.1. Постановка задачи спектральнопараметрической идентификации
4.2. Алгоритмическая реализация СПИ линейной нестационарной модели управляемой динамики углового движения
4.3. Результаты численного моделирования
4.4. Обоснование перехода от матричного ряда Лежандра к его частичной сумме.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В такой постановке задача оптимальной трассировки маршрута полета ставится следующим образом: найти кривую наименьшей длины, соединяющую две заданные точки, такую, что никакая внутренняя точка любого круга не лежит на этой кривой. Для решения задачи оптимальной трассировки в главе разработан в технологии комбинаторно-эвристического программирования алгоритм, разбитый на ряд этапов. Первые четыре этапа позволяют построить ло-калыю-оптиматьные допустимые траектории, а на последнем (пятом этапе) сравниваются их длины и определяется одна (или несколько) траектория с минимальной длиной пути. В третьей главе изучается задача оптимальной стабилизации углового движения экраноплана с учетом инерционной модели сервопривода в условиях «жесткой» нестационарности математической модели линеаризированной динамики системы «объект - регулятор». Методологически задача решается на пересечении теории модального и адаптивного управлений, представленного, соответственно, двумя этапами построения алгоритма стабилизации, а именно, разработке базового алгоритма (первый этап) и обоснование выбора технических параметров адаптивного контура, сохраняющего характеристики базового алгоритма (второй этап). Под базовым алгоритмом подразумевается алгоритм стабилизации движения экраноплана относительно центра масс, полученный в предположении, что скорость и высота полета неизменны. В такой постановке в качестве констант выступают основные компоненты математической модели угловой динамики, а именно: число Маха, плотность атмосферы, отстояние центра давления общей аэродинамической силы, действующей на корпус экраноплана, частные производные аэродинамических коэффициентов лобовой, подъемной и боковой сил. Синтез базового алгоритма проводится для линеаризованных динамических моделей каналов стабилизации углов атаки, скольжения и скоростного крена из расчета, что распределение корней (спектр) характеристического уравнения каждого канала, таково, что соответствовало бы оптимальному переходному процессу, минимизирующему заданный функционал качества при внешнем ступенчатом воздействии и нулевых начальных условиях. Поскольку в реальном режиме стабилизации каждый канал представлен некоторой существенно нестационарной системой, то в главе предложен метод приведения нестационарной модели канала к некоторой автономной системе, на основе которой можно корректировать «эталон» характеристического полинома, обеспечивающего исходные (контролируемые) свойства базового алгоритма. В четвертой главе вначале сформулирована постановка задачи спектрально-параметрической идентификации в ортогональных полиномах Лежандра относительно функциональных параметров управляемой угловой динамики экраноплана на основе апостериорной обработки вектор-функции «траектория, управление», где компоненты вектора «траектория» - это углы атаки, скольжения и скоростного крена, проекции мгновенной угловой скорости вращения связанной системы координат относительно неподвижной, отклонения аэродинамических рулей, а также скорости отклонений аэродинамических рулей, а компоненты вектора «управления», соответственно, - входные сигналы рулевых машин сервопривода автомата стабилизации углов атаки, скольжения и скоростного крена. Алгоритм решения задачи СПИ строится в рамках теории к-мерной ? В связи с чем для полиномов Лежандра в главе получена теорема, формулирующая необходимые и достаточные условия идентифицируемости. В противном случае построена оценка нормы отклонения идентифицированной модели ог системы, реализующей данную пару «траектория, управление» и обладающей минимальной операторной нормой (в гильбертовом пространстве (А. В)-моделей). В заключении диссертационной работы сформулированы основные результаты. В диссертации используется следующая система обозначений и ссылок. В каждой главе формулы имеют нумерацию: первая цифра - номер главы, вторая - номер формулы в этой главе. Рисунки имеют аналогичную нумерацию. Список литературы в алфавитном порядке вынесен в конец работы. Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на научно-практических конференциях ИВАИИ (- гг. ВСИ МВД России ( г. ИрГТУ ( г. ИДСТУ СО РАН ( г. Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ [, , , , ,,].