Имитационное моделирование автоматического самолетовождения для электронных средств обучения летного и инженерно-технического персонала

• Автор: Невская, Ирина Романовна
• Шифр специальности: 05.22.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 220 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ПОДГОТОВКИ И ПЕРЕПОДГОТОВКИ ЛЕТНОГО

И ИНЖЕНЕРНОТЕХНИЧЕСКОГО ПЕРСОНАЛА С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТР1НЫХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ

1.1. Анализ состояния и перспектив развития электронных средств обучения

летного и инженернотехнического персонала гражданской авиации.

1.2. Постановка задачи диссертационной работы

1.3. Принцип построения Электронного средства обучения Пилотажнонавигационного оборудования.

1.4. Структура и задачи бортовой системы автоматического самолетовождения .

1.4.1. Задачи ПНО при обеспечении четырехмерной навигации

1.4.2. Информационные и управляющие поля системы ПНО самолет .

1.5. Требования к имитационному программному обеспечению и его структура.
2. РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ДИНАМИКИ ТРАЕКТОР
НОГО ДВИЖЕНИЯ САМОЛЕТА.
2.1. Анализ полной пространственной модели объекта в задаче самолетовождения и принимаемые допущения при ее редукции.
2.2. Редуцированная имитационная модель движения самолета в траекторией
системе координат
2.3. Редуцированная имитационная модель движения самолета в воздушно
траекторной системе координат
2.4. Имитационные модели для частных случаев тракторного движения в замкнутом контуре автоматического самолетовождения
2.4.1. Имитационная модель движения ц.м. при тангажном САУ.
2.4.2. Имитационная модель движения ц.м. при перегрузочном САУ.
2.4.3. Модель движения ц.м. в горизонтальной плоскости с переменной скоростью
2.4.4. Модель движения ц.м. в горизонтальной плоскости с постоянной скоростью
2.4.5. Модель движения ц.м. в вертикальной плоскости.
2.5. Редуцированная имитационная модель кинематики тракторного движения
самолета.
2.6. Имитационная модель стандартной атмосферы.
2.7. Имитационные модели расходовых характеристик двигателей.
2.8. Имитационные модели тяговых характеристик двигателей.
3. РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИОННЫХ И
УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ ПИЛОТАЖНОНАВИГАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ.
3.1. Структура моделей информационных систем
3.2. Имитационные модели информационных систем пилотажнонавигационного оборудования.
3.2.1. Вектор измерения бссплатформенной ииерциальной системы
модель БИНС
3.2.2. Вектор измерения системы высотноскоростных параметров
модель СВС
3.2.3. Вектор измерения топливоизмерителыюй системы модель ТИС
3.3. Имитационные модели информационных систем радионавигационного оборудования .
3.3.1. Вектор измерения радиовысотомера модель РВ.
3.3.2. Вектор измерения доплеровского измерителя скорости и угла сноса
модель ДИСС .
3.3.3. Вектор измерения радиоснстемы дальней навигации модель РСДН
3.3.4. Вектор измерения радиотехнических систем ближней навигации
модели РСБН, V,
3.3.4.1 Общий вид вектора измерения радиотехнической системы ближней навигации
3.3.4.2 Модификации векторов измерений радиосистем РСБН, V,
3.3.5. Вектор измерения системы спутниковой навигации модель СНС
3.4. Имитационные модели управляющих систем пилотажнонавигационного
оборудования.
3.4.1. Имитационная модель САУ в режиме набора высоты .
3.4.2. Имитационная модель САУ в режиме крейсерского полета.
3.5. Виртуальные модели систем отображения информации и пультов управления
4. РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОНЮГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЭЛЕКТРОННОГО СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ
4.1. Реализация и тестирование имитационных моделей тракторного движения
самолета
4.1.1. Тестирование модели динамики и кинематики горизонтального движения в
разомкнутом контуре.
4.1.2. Тестирование модели кинематики движения в особых географических точках
4.1.3. Тестирование модели динамики и кинематики горизонтального движения в
замкнутом конту ре тракторного управления
4.1.4. Тестирование модели стандартной атмосферы.
4.1.5. Тестирование имитационной модели САУ в режиме набора высоты.
4.1.6. Тестирование имитационной модели СЛУ в режиме крейсерского полета
4.2. Реализация и тестирование имитационных моделей информационных систем пилотажнонавигационного оборудования
4.2.1. Тестирование модели Бесплатформенной инерциальной системы модели
БИНС.
4.2.2. Тестирование модели Системы воздушных сигналов модели СВС.
4.2.3. Тестирование моделей радиотехнических систем ближней навигации РСБН,
V,
4.3. Реализация и тестирование режимов виртуального самолетовождения
4.3.1 Виртуальное автоматическое самолетовождение на маршруте.
4.3.2. Виртуальные режимы скоростной и позиционной коррекций.
4.3.3. Решение топливновременной задачи в виртуальном полете
4.3.4. Виртуальные полеты в зонах ожидания, по радиалам, предпосадочному маневру и второму кругу
4.4. Представление информации чсловскуоператору в виртуальных полетах .
4.4.1. Работа оператора с ВСС в имитационном режиме
4.4.2. Индикационное обеспечение процесса самолетовождения в виртуальном и
реальном полетах
4.5. Бортовое и наземное исполнение электронного средства обучения ПНО
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Разработать имитационные модели динамики тракторного движения самолета, информационных и управляющих систем ПНО, удовлетворяющих сформированным требованиям. Разработать и оттестировать имитационное ПО. Создать программный комплекс, интегрирующий имитационное ПО и основные программные объекты ПНО, не заменяемые имитационными моделями при создании компьютерного учебного средства. Исследовать функционирование интегрированного программного комплекса, оценить адекватность восприятия чсловекомоператором процессов самолетовождения в виртуальных и реальных полетах под управлением ПНО. Пилотажнонавигационным оборудованием, сопровождающее его на веем протяжении жизненного цикла, включить в систему поддержания летной годности данного оборудования. ЭСО, предназначенное для инженернотехнического персонала, должно представлять собой интерактивное техническое руководство по обслуживанию, материальнотехническому обеспечению и ремонту данной системы авионнкм. ВСС и индикацию виртуальной информации, аналогичные тем, которые имеют место в процессе реального обслуживания системы, т. ЭСО ПНО при доработках самого ПНО иили его документации с архивацией истории производимых доработок. ЭСО, предназначенное для летного персонала, должно выполнять все уже перечисленные функции с окраской, присущей руководству по летной эксплуатации. Однако имитационные объекты разделы здесь должны иметь гораздо больший вес. И они, и диалоговая оболочка должны быть выполнены таким образом, чтобы ЭСО выполняло функции тренажера класса ii vi , т. Но имитационная часть такого ЭСО должна в полном объеме удовлетворять требованиям из в части моделирования движения самолета относительно воздушной среды и относительно Земли совместно с воздушной средой, а также подыгрывания всей информации, необходимой для работы ПНО в имитируемом виртуальном полете. Для выполнения перечисленных функций ЭСО можно считать состоящим из 2х разделов статического и динамического см Таблицу 1. Таблица 1. Хранение информации База данных 1. ЭСО 2. Меню, поиск, подсказки 4. Звуковое сопровождение 5. ЭВМ. Диалоговая оболочка. Как видно из таблицы, имитационные разделы в виде изображений на экране РС лицевых панелей пультов управления ПУ систем ПНО и их индикаторов присущи обоим разделам. Интерактивный режим работы обучаемого с ЭСО обеспечивается интерфейсом Манипулятор мышь виртуальные ПУ виртуальные экраны ПНО. Требования реализации. ЭСО П должна быть обеспечена его экономическая и организационная доступность всем категориям авиакомпаний, эксплуатирующим данное ПНО на бортах своих воздушных судов. Разработка статических разделов ЭСО, выполняющих перечисленные выше функции, т. Такой же является задача объединения статического и динамического разделов в единый программный продукт. Даная же работа посвящена разработке динамического раздела ЭСО в виде встроенного тренажера. Для формализации задач, решаемых динамической имитационной частью ЭСО, рассмотрим задачи, решаемые ПНО при автоматическом самолетовождении с выполнением требований 4х мерной навигации, а также принципы функционирования и структуру ВСС как основной системы ПНО, обеспечивающей автоматическое самолетовождение. Топливо измерительные системы ТИС комплекс топливо измерителей и центровки, измерители веса самолета, топливные расходомеры. Перечисленный состав ПНО в части навигационных информационных систем является одним из наиболее полных. Разрабатываются системы с меньшим составом навигационных средств и, соответственно, более узким кругом решаемых задач. Широко распространены системы только с одним измерителем текущей информации приемником спутниковой навигационной системы. Часто тс или иные навигационные информационные системы имеют двух или трехкратное резервирование. Структура типового ПНО полного состава представлена на рис. Вычислительная система самолетовождения ВСС, собственно обеспечивающая автоматизацию самолетовождения с решением задач 4х мерной навигации, показана на рисунке болсс подробно. Программное обеспечение ПО ВСС разрабатывается по модульному принципу. Основные функциональные программные модули также представлены на рис.