Замкнутая многоконтурная автоматическая система коррекции погрешностей бесплатформенной инерциальной навигационной системы малоразмерного беспилотного летательного аппарата

• Автор: Панов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень сокращений

Введение.

Глава 1. Общая характеристика классической бесплатформенной

инерциальной навигационной системы. И

1.1 Общая последовательность одной миссии беспилотного летательного аппарата

1.2 Обзор навигационных систем

1.3 Алгоритм определения навигационных параметров бесплатформенной инерциальной навигационной системы
1.4 Навигационные датчики, применяемые в бесплатформенных инерциальных навигационных системах
1.5 Моделирование работы классической бесплатформенной инерциальной навигационной системы при использовании датчиков линейных ускорений и датчиков угловых скоростей различной точности.
Выводы
Глава 2. Алгоритмы компенсации погрешностей вычислительных
каналов навигационной системы.
2.1 Алгоритм компенсации погрешностей канала вычисления скорости и координат летательного аппарата.
2.1.1 Алгоритм компенсации текущих погрешностей канала вычисления скорости и координат летательного аппарата
2.1.2 Алгоритм компенсации погрешностей датчиков
линейных ускорений
2.2 Алгоритм компенсации погрешностей канала вычисления
угловой ориентации летательного аппарата
2.2.1 Алгоритм компенсации текущих погрешностей канала
вычисления угловой ориентации летательного аппарата
2.2.2 Алгоритм компенсации погрешностей датчиков
угловых скоростей.
Выводы
Глава 3. Линейная модель вычислительных каналов навигационной
системы. Структурная схема бесплатформенной инерциальной магнитометрической адаптивной навигационной системы
3.1 Анализ устойчивости вычислительных каналов
навигационной системы
3.1.1 Линейная модель канала вычисления скорости и координат летательного аппарата
3.1.2 Линейная модель канала вычисления угловой ориентации летательного аппарата
3.2 Структурная схема бесплатформенной инерциальной магнитометрической адаптивной навигационной системы
Выводы.
Глава 4. Исследование работы бесплатформенной инерциальной магнитометрической адаптивной навигационной системы с использованием системы компьютерного моделирования МАТЬАВ.
4.1 Моделирование канала вычисления скорости и координат
4.2 Моделирование бесплатформенной инерциальной магнитометрической адаптивной навигационной
системы.
Выводы.
Заключение
Список использованных источников


Всероссийская научнотехническая конференция Моделирование и обработка информации в технических системах г. Рыбинск, г. XXIX конференция молодых учных и студентов г. Рыбинск, г. Международная школаконференция молодых учных, аспирантов и студентов им. П. А. Соловьва и В. Н. Кондратьева Авиационная и ракетнокосмическая техника с использованием новых технических решений г. Рыбинск, г. По результатам выполненных исследований опубликовано 7 научных трудов. Среди них четыре статьи, в том числе одна статья в журнале, рекомендованном ВАК, и три работы тезисы докладов. Диссертационная работа состоит из введения, четырх основных глав, заключения, списка литературы и приложения. Основная часть диссертации содержит 2 страницы текста, рисунок, 3 таблицы. Список литературы содержит наименование. ГЛАВА 1. В последние годы наблюдается повышенный интерес к созданию мобильных разведывательных комплексов, использующих беспилотные летательные аппараты 1. Одним из ключевых направлений развития таких комплексов является разработка малоразмерных БПЛА массой не более кг, имеющих возможность автономного решения целевой задачи на значительном удалении от места старта, способных действовать в среде с активными поставщиками радиопомех при сложных метеоусловиях. Такие БПЛА обеспечивают возможность наблюдения и передачи видеоинформации в реальном масштабе времени, а также выполнение других целевых операций 2. Рассмотрим общую последовательность одной миссии БПЛА. Запуск БПЛА осуществляется с помощью пусковой установки катапульты . После запуска самолет выводится на траекторию полета по маршруту в зону непосредственного решения целевой задачи. Полет выполняется по программе, заранее заложенной в память БЦВМ. Имеется возможность корректировки программы полта человекомоператором, который находится в наземном пункте управления НПУ. Оператор может произвести коррекцию траектории полета БПЛА, изменить маршрут или характер целевой задачи. Для обмена информацией между бортом самолета и НПУ используется специальный радиоканал. В зависимости от тактической обстановки полет БПЛА на разных этапах маршрута может проходить на различной высоте. После выхода самолета на заданную траекторию основной задачей управления БПЛА становится задача стабилизации корпуса БПЛА 3, 4, , , т. БПЛА в плоскостях крена, тангажа и рысканья. В ходе выполнения целевой задачи БПЛА должен иметь возможность действовать автономно, без получения сигналов с НПУ или других вспомогательных систем, которые могут быть недоступны изза радиопомех или плохих погодных условий. После решения целевой задачи БПЛА переводится на траекторию обратного маршрута. Конечным пунктом маршрута является заданная точка в районе посадки. При вхождении БПЛА в зону посадки срабатывает система обеспечения посадки. Посадка осуществляется с помошыо парашюта. Функционирование БПЛА на всех этапах применения является сложным процессом, требующим целого комплекса специальных технических средств и систем. Основу этого комплекса составляет навигационнопилотажная система БПЛА. Несмотря на разнообразие средств и систем, входящих в НПС и обеспечивающих управление БПЛА на различных этапах полета, саму МПС можно разбить на несколько функционально независимых блоков навигационную систему НС и пилотажную систему ПС или систему автоматического управления САУ. НС осуществляет измерение и оценивание параметров навигации и ориентации, а САУ, учитывая получившиеся оценки и измерения, формирует сигналы управления БПЛА. К навигационным параметрам БПЛА относят его координаты и скорость, к параметрам ориентации углы крена, тангажа и рыскания самолта 5. Для наблюдения состояния БПЛА используются различные информационные датчики 6, . Сигналы от этих датчиков передаются непосредственно на НС, где происходит их обработка, выполняется оценка и контроль навигационных параметров. Эти функции НС выполняет автоматически без вмешательства оператора 7. Навигационные системы современных БПЛА очень разнообразны но своей архитектуре в зависимости от требований, предъявляемых к точности, качеству управления, устойчивости и автономности БПЛА.