Методы синтеза информационно-измерительного комплекса в составе системы управления упругим летательным аппаратом

• Автор: Бродский, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ОПИСАНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ УПРУГОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
1.1. Общие уравнения, описывающие движение упругих летательных аппаратов
1.2. Математическая модель упругого летательного аппарата при учете изгибных колебаний. Движение в продольной плоскости
1.3. Уравнения движения упругого летательного аппарата с учетом взаимного влияния упругих поперечных колебаний корпуса и аэродинамических сил и моментов
1.4. Выбор расчетной схемы
1.5. Расчетная схема упругого ракетоносителя. Учет подвижности жидкости в топливных баках и магистралях
1.6. Выводы
2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ СИНТЕЗА ОПТИМАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА
2.1. Общая структура информационно-измерительного комплекса системы управления ЛА, как объекта с сосредоточенными параметрами
2.2. Критерий стабилизации линейной системы
2.3. Вариация состава измерителей при заданной информационной матрице
2.4. Структура матрицы измерений НИК упругого летательного аппарата
2.5. Исключение избыточных строк матрицы измерений
2.6. Выбор и обоснование критерия затрат на измерения
2.7. Особенности оптимизации при выбранном критерии и ограничениях на состав информационной матрицы, постановка задачи линейного программирования
2.8. Постановка задачи условной оптимизации при нелинейных ограничениях
2.9. Выбор управляемых переменных
2.10. Выводы
3. ОСОБЕННОСТИ АЛГОРИТМА ОПТИМИЗАЦИИ
3.1. Особенности целевой функции
3.2. Исключение избыточных столбцов матрицы ограничений
3.3. Выбор базиса допустимых решений
3.4. Особенности вычисления градиента целевой функции
3.5. Вычисление градиентов функций-ограничений
3.6. Доказательство условий выпуклого программирования
3.7. Результаты вычислительного эксперимента
3.8. Выводы
4. АНАЛИЗ ДИНАМИКИ ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ
4.1. Постановка задачи анализа. Фазовый и амплитудный метод стабилизации упругих колебаний
4.2. Выбор структуры обратной связи в системе стабилизации с
учетом модели возмущающего воздействия
4.3. Анализ динамики на примере модели конкретного упругого ЛА с учетом связи изгибных колебаний продольной оси с
аэродинамическими силами и моментами
4.4. Вычислительный эксперимент с дискретной моделью. Методика экспериментов
4.5. Выводы
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ
МОДЕЛИ УПРУГОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
5.1. Общий подход к решению задачи идентификации
5.2. Оценка параметров матрицы измерений
5.3. Идентификации в рамках фильтра с одновременным решение
задачи идентификации и оценивания
5.4. Вопросы построения модели упругости с произвольным законом распределения массы и жесткости
5.5. Расчет коэффициентов влияния
5.6. Идентификация модели упругости
5.7. Расчет форм упругих колебаний при распределенном возмущающем воздействии
5.8. Частотные методы идентификации доминирующих гармоник
5.9. Аэроавтоупругие собственные формы. Выбор оптимального
базиса для модели с сосредоточенными параметрами
5.10. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ. Описание программы «Синтез ИИК СУ УЛА»
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ
АУР - алгебраическое уравнение Риккати.
АФЧХ - амплитудно-фазовая частотная характеристика. ДЛП - двойственное линейное программирование.
ДУС - датчик угловой скорости.
ИИК - информационно-измерительный комплекс.
ИНС - инерциальная навигационная система.
ЛА - летательный аппарат.
ЛП - линейное программирование.
МНК - метод наименьших квадратов.
МП - математическое программирование.
ОМНК - обобщенный метод наименьших квадратов.
ОН - оптимальный наблюдатель.
ОР - оптимальный регулятор.
ПК - программный комплекс.
ПН - пилотажно-навигационный.
ПНК - пилотажно-навигационный комплекс.
PH - ракетоноситель.
САУ - система автоматического управления.
СС - система стабилизации.
СУ - система управления.
СФ - собственные формы.
УЛА - упругий летательный аппарат.
ЦФ - целевая функция.

опорных шпангоутов, а для несущих - лежат вблизи свободной поверхности жидкости. Предполагается, что подвесные отсеки могут перемещаться в направлении, перпендикулярном упругой оси корпуса вследствие деформации упругих связей.
Динамическая схема ракетоносителя при поперечных колебаниях
а) - исходная конструкция с деформирующимися (как балки) несущими
баками и жесткими подвесными;
б) - упрощенный механический аналог;
в) - эквивалентный упругий стержень
Затем осуществляется переход к одномерной системе типа балки с распределенными и сосредоточенными параметрами, причем волновые движения жидкости в баках (первый тон) имитируются некоторыми эквивалентными маятниками, а двигатель - маятником с дополнительной