Исследование и разработка системы управления автономным электрогидравлическим приводом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.03, кандидат наук Филатов, Денис Михайлович

• Филатов, Денис Михайлович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Филатов, Денис Михайлович

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1

РУЛЕВЫЕ ПРИВОДЫ МАНЕВРЕННЫХ САМОЛЕТОВ

1.1. Авиационный рулевой привод

1.2. Обзор существующих решений

1.3. Особенности конструкции и требования к перспективному рулевому приводу

Выводы по главе 1

ГЛАВА 2

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ И КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА С КОМБИНИРОВАННЫМ ПРИНЦИПОМ РЕГУЛИРОВАНИЯ

2.1. Гидромеханическая подсистема

2.2. Подсистема дроссельного регулирования

2.3. Подсистема объемного канала регулирования

2.4. Математическое описание автономного электрогидравлического привода с комбинированным принципом регулирования

Выводы по главе 2

ГЛАВА 3

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНЫМ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ

3.1. Синтез регулятора контура давления питания

3.2. Синтез адаптивного закона управления для контура давления питания

3.3. Синтез закона управления для автономного электрогидравлического привода с комбинированным принципом регулирования

Выводы по главе 3

ГЛАВА 4

РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ СИНТЕЗА ПАРАМЕТРОВ АДАПТИВНОГО РЕГУЛЯТОРА АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА И ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ СИСТЕМЫ

4.1. Описание интерфейса

4.2. Разработка генетического алгоритма для синтеза параметров адаптивного регулятора электрогидравлического привода

Выводы по главе 4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

АФЧХ - амплитудно-фазовая частотная характеристика

АЧХ - амплитудная частотная характеристика

ГА - генетический алгоритм

ГО - горизонтальное оперение

ГС - гидросистема

ГЦ - гидроцилиндр

ДОС - датчик обратной связи

ДПД - датчик перепада давления

ЛА - летательный аппарат

ЛЧХ - логарифмическая частотная характеристика

ЛЭД - линейный электродвигатель

ПГО - переднее горизонтальное оперение

ПЭС - полностью электрифицированный самолет

САУ - система автоматического управления

СУП - система управления полетом

УМ - усилитель мощности

ФЧХ - фазовая частотная характеристика

ШИМ - широтно-импульсная модуляция

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка системы управления автономным электрогидравлическим приводом»

ВВЕДЕНИЕ

Рулевой привод современного маневренного самолета представляет собой сложный мехатронный комплекс, осуществляющий преобразование гидравлической и/или электрической энергии в отклонение органов управления полетом по командным сигналам летчика и системы управления полетом (СУП).

Система рулевых приводов является исполнительной СУП и оказывает существенное влияние на основные характеристики летательного аппарата, такие как безопасность полета, маневренность, топливная эффективность и

др.

Возрастающие требования к маневренности, безопасности, скорости и дальности полета, энергоэффективности бортовых систем и уменьшению расходов на эксплуатацию и обслуживание самолетов приводят, в свою очередь, к усилению требований как к СУП в целом, так и непосредственно к рулевым приводам. Причем достижение требуемых показателей качества напрямую зависит не только от конструктивных решений, но и в немалой степени от алгоритмов управления.

Применение рассматриваемых в диссертации в качестве объектов управления автономных электрогидравлических приводов является неотъемлемой частью перспективной концепции авиастроения - концепции «Более электрифицированного самолета». Данная концепция является промежуточным шагом для перехода к концепции «Полностью электрифицированный самолет» (ПЭС), одной из основных задач в рамках которой является перевод всех бортовых систем летательного аппарата, основных потребителей энергии, на электропитание. Использование автономных электрогидравлических рулевых приводов позволяет отказаться от централизованной гидросистемы самолета и повысить энергоэффективность СУП, унификацию бортового оборудования и понизить затраты на обслуживание бортовых систем. Использование в качестве автономных рулевых приводов электромеханических

приводов и электрогидравлических приводов с объемным регулированием возможно не для всех органов управления полетом. Так, например, применение данного типа приводов затруднительно для управления такими рулевыми поверхностями первичной системы управления полетом как переднее горизонтальное оперение и горизонтальное оперение для маневренных самолетов с неустойчивой аэродинамической компоновкой, в силу того, что для стабилизации полета летательных аппаратов с неустойчивой аэродинамической компоновкой необходимо отрабатывать рулевыми поверхностями сигналы системы стабилизации полета, имеющие гармоническую форму и малую амплитуду. Подобный режим работы негативно сказывается на ресурсе электромеханических приводов. При объемном регулировании в электрогидравлических приводах изменение направления движения штока цилиндра осуществляется реверсом привода насоса, что приводит к сложностям при обеспечении необходимой динамики и точности отработки гармонических сигналов с малой амплитудой. Для управления рулевыми поверхностями первичной системы управления полетом маневренных самолетов с неустойчивой аэродинамической компоновкой наиболее перспективными на сегодняшний день являются автономные электрогидравлические приводы с комбинированным принципом регулирования. В отличие от автономных электрогидравлических приводов с объемным регулированием, при комбинированном принципе регулирования используется нереверсивный насос и золотниковый распределитель, что позволяет сочетать преимущества объемного регулирования при отработке задающих воздействий с большой амплитудой и преимущества дроссельного регулирования при отработке задающих воздействий с малой амплитудой. Но при этом возникает необходимость учитывать при построении системы управления нелинейные расходные характеристики золотникового распределителя и осуществлять управление положением штока цилиндра по двум каналам.

Диссертационная работа посвящена исследованию и разработке систем управления для автономных электрогидравлических приводов с комбинированным принципом управления, обеспечивающих необходимую для устойчивости системы «СУП - рулевой привод - самолет» динамику и стабильность показателей качества переходных процессов при различных ограниченных параметрических и внешних возмущениях.

Решению различных аспектов построения систем управления для автономных электрогидравлических приводов с комбинированным принципом регулирования посвящены работы C.B. Константинова, В.Е. Кузнецова,, П.Г. Редько, О.И. Трифоновой, Ю.Г. Оболенского, О.В. Вашкевича, B.C. Хомуто-ва, A.M. Селиванова, P. Pratumsuwan A. Junchangpood, M. Xul, В. Jin, G. Chen, J. Ni, Y. Ji, S. Peng, L. Geng, Z. Wang, L. Qiun др.

Цели и задачи диссертационной работы

Целью диссертационной работы является разработка систем управления для автономных электрогидравлических приводов с комбинированным принципом управления, обеспечивающих необходимую для устойчивости системы «СУП - рулевой привод - самолет» динамику и стабильность показателей качества переходных процессов при различных ограниченных параметрических и внешних возмущениях.

Поставленная цель диссертации достигается на основе решения следующих задач:

1. Проведение анализа современных подходов к построению систем управления для автономных электрогидравлических приводов;

2. Разработка компьютерной модели автономного электрогидравлического привода с комбинированным принципом регулирования;

3. Разработка регулятора давления питания с подстраиваемым в процессе работы контурным коэффициентом контура тока привода насоса с использованием в качестве сигнала обратной связи оценку давления питания;

4. Разработка адаптивного регулятора сигнального типа с эталонной моделью для контура давления питания;

5. Разработка адаптивного регулятора автономного электрогидравлического привода сигнального типа с эталонной моделью с подстройкой коэффициентов алгоритма адаптации в процессе работы;

6. Разработка регулятора канала управления давления с подстраиваемым контурным коэффициентом;

7. Разработка комплекса программного обеспечения, предназначенного для автоматизации синтеза параметров адаптивного регулятора автономного электрогидравлического привода и проведение исследования системы при различных вариациях параметров объекта управления и внешних возмущениях.

Методы исследования

При решении поставленных задач были использованы: методы математического моделирования и теории автоматического управления; методы эволюционного моделирования; математический пакет Ма1ЬаЬ 8ппиПпк.

Основные научные результаты, выносимые на защиту

1. Регулятор давления питания, замкнутый по оценке давления питания и регулятор контура тока привода насоса с подстраиваемым в процессе работы контурным коэффициентом;

2. Адаптивный регулятор сигнального типа с эталонной моделью для контура давления питания;

3. Адаптивный регулятор автономного электрогидравлического привода сигнального типа с эталонной моделью с подстройкой коэффициентов алгоритма адаптации в процессе работы;

4. Регулятор канала управления давления с подстраиваемым контурным коэффициентом;

5. Комплекс программного обеспечения, предназначенный для автоматизации синтеза параметров адаптивного регулятора автономного электрогидравлического привода и проведения исследования системы при различных вариациях параметров объекта управления и внешних возмущениях.

Новизна научных результатов

1. Регулятор давления питания, замкнутый по оценке давления питания и регулятор контура тока привода насоса с подстраиваемым в процессе работы контурным коэффициентом. Применение в регуляторе алгоритма оценки давления на основе измерения скорости вращения вала электродвигателя и тока позволяет построить замкнутую систему управления по давлению в линии нагнетания без использования датчика давления. Применение регулятора контура тока с подстраиваемым контурным коэффициентом обеспечивает устойчивость контура давления питания при малых открытиях окон золотникового распределителя и высокое быстродействие при больших открытиях золотникового распределителя.

2. Адаптивный регулятор сигнального типа с эталонной моделью для контура давления питания обеспечивает стабильность динамических характеристик контура давления питания при изменении в широком диапазоне расхода жидкости

3. Адаптивный регулятор автономного электрогидравлического привода сигнального типа с эталонной моделью с подстройкой коэффициентов алгоритма адаптации в процессе работы обеспечивает выполнение требований к динамике автономного рулевого привода при различных амплитудах задающего воздействия и стабилизацию динамических характеристик при ограниченных параметрических и внешних возмущениях и проявлении негативного влияния нелинейности расходных характеристик золотникового распределителя изменения объемов полостей гидроцилиндра при перемещении штока на динамику переходных процессов привода. Подстройка коэффициентов адаптации позволяет уменьшить максимальные отклонения выхода

системы от эталонной модели и улучшить форму управляющего сигнала. Предложенный адаптивный регулятор содержит два модуля формирования корректирующего сигнала: для канала управления приводом золотника и для канала управления давлением.

4. Регулятор канала управления давления с подстраиваемым контурным коэффициентом обеспечивает при малых значениях задающего сигнала требуемую динамику, а при больших значениях задающего сигнала позволяет улучшить энергоэффективность привода.

5. Комплекс программного обеспечения, предназначенный для автоматизации синтеза параметров адаптивного регулятора автономного электрогидравлического привода и проведения исследования системы при различных вариациях параметров объекта управления и внешних возмущениях, реализует применение генетических алгоритмов для нахождения оптимальных параметров адаптивных регуляторов, обеспечивает автоматизированное выполнение исследований системы при различных параметрических и внешних возмущениях, сохранение, обработку, анализ и визуализацию результатов исследования.

Достоверность научных положений, результатов и выводов

Достоверность научных положений и результатов, сформулированных в диссертационной работе, подтверждается корректным использованием методов математического моделирования, теории автоматического управления

Практическая ценность работы

1. Регулятор давления питания, замкнутый по оценке давления питания, с использованием компенсирующей обратной связи по оценке потока жидкости, проходящего через золотниковый распределитель, и регулятора контура тока привода насоса с подстраиваемым в процессе работы контурным коэффициентом позволяет использовать при управлении только информацию с датчиков тока и скорости вращения вала, что дает возможность уп-

рощения аппаратной реализации системы управления и повышает ее надежность. Применение постройки контурного коэффициента контура тока, как функции смещения золотника, позволяет оптимизировать быстродействие контура давления в зависимости от динамики изменения потока жидкости.

2. Адаптивный регулятор сигнального типа с эталонной моделью для контура давления питания позволяет стабилизировать динамические характеристики контура давления питания, что позволяет усилить робастные свойства контура и упростить настройку внешнего контура управления.

3. Адаптивный регулятор автономного электрогидравлического привода сигнального типа с эталонной моделью с подстройкой коэффициентов алгоритма адаптации в процессе работы обеспечивает требуемые динамические характеристики автономного рулевого привода при различных амплитудах задающего воздействия и при ограниченных внешних и параметрических возмущениях, что позволяет обеспечить устойчивость контура «СУП - рулевой привод - самолет».

4. Регулятор канала управления давления с подстраиваемым контурным коэффициентом обеспечивает необходимую для одновременного управления по двум каналам динамику канала давления и позволяет улучшить энергоэффективность автономного рулевого привода.

5. Комплекс программного обеспечения, предназначенный для автоматизации синтеза параметров адаптивного регулятора автономного электрогидравлического привода и проведения исследования системы при различных вариациях параметров объекта управления и внешних возмущениях позволяет существенно упростить процедуру настройки параметров системы управления и сократить время исследования системы.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, из них 9 статей, 5 из которых опубликованы в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных в действующем перечне ВАК, 2 статьи, опубликован-

ные в изданиях, включенных в базу SCOPUS, 2 статьи в других изданиях и 6 докладов на международных и межрегиональных научных конференциях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы и двух приложений. Основная часть работы изложена на 120 страницах машинописного текста. Работа содержит 50 рисунков и 15 таблиц, список литературы содержит 80 наименований.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследований, перечислены основные научные результаты диссертационной работы, кратко изложено содержание диссертации по главам.

В первой главе представлен обзор и сравнение современных вариантов исполнения системы рулевых приводов. Сформулированы основные требования, предъявляемые в настоящее время к перспективным рулевым приводам. Рассмотрены особенности конструкции и требования к автономному рулевому приводу с комбинированным принципом регулирования.

Во второй главе приведено математическое описание автономного электрогидравлического привода с комбинированным принципом регулирования по подсистемам, предложенным в первой главе, а также разработанные компьютерные модели для каждой подсистемы.

В третьей главе рассмотрены вопросы разработки регулятора давления питания, замкнутого по оценке давления питания; регулятора контура тока привода насоса с подстраиваемым в процессе работы контурным коэффициентом; адаптивного регулятора для контура давления питания; адаптивного регулятора автономного электрогидравлического привода и регулятора канала управления давления.

В четвертой главе осуществляется разработка комплекса программного обеспечения, предназначенного для автоматизации синтеза параметров адаптивного регулятора автономного электрогидравлического привода, pea-

лизующего применение генетических алгоритмов для нахождения оптимальных параметров адаптивных регуляторов и обеспечивающего автоматизированное выполнение исследований системы при различных параметрических и внешних возмущениях, сохранение, обработку, анализ и визуализацию результатов исследования.

ГЛАВА 1

РУЛЕВЫЕ ПРИВОДЫ МАНЕВРЕННЫХ САМОЛЕТОВ

1.1. Авиационный рулевой привод

Рулевой привод современного маневренного самолета представляет собой сложный мехатронный комплекс, осуществляющий преобразование гидравлической и/или электрической энергии в отклонение органов управления полетом по командным сигналам летчика и системы управления полетом (СУП). Можно выделить три типа рулевых приводов, участвующих в управлении полетом самолета [34]:

- рулевые приводы первичной системы управления рулевых органов, которые используются для отклонения руля высоты, руля направления, элеронов (флаперонов);

- рулевые приводы для органов управления вторичной системы управления - воздушных тормозов (спойлеров), гасителей подъемной силы, интер-цепторов и др.;

- рулевые приводы для перемещения органов механизации крыла -предкрылков, закрылков, а также приводы для выпуска/уборки шасси.

Рулевые приводы первого типа - широкорегулируемые, быстродействующие приводы (с широкой полосой пропускания, малым фазовым запаздыванием), большой скоростью перекладки и малыми нелинейными искажениями при малых амплитудах входного сигнала. Рулевые приводы второго и третьего типов обычно не используют в своей работе сигналы обратных связей, отклоняются программно или командно. Их динамические характеристики практически несущественны.

Система рулевых приводов является исполнительной подсистемой СУП и оказывает существенное влияние на основные характеристики летательного аппарата, такие как безопасность полета, маневренность, топливная эффективность и др. На современных самолетах наиболее распространенным вариантом исполнения СУП является электродистанционная система управ-

ления. Основным отличием электродистанционной СУП от систем управления предыдущих поколений является замена механических связей между рычагами управления летчика и приводами органов управления полетом на электрические, что позволило увеличить точность управления, упростить взаимодействие с автопилотом, уменьшить массу и монтажные объемы СУП, а также дало возможность использовать для управления полетом более сложные и эффективные законы управления [34, 66]. Основные этапы развития СУП представлены в таблице 1.

Таблица 1.1 Основные этапы развития СУП [34]

Годы Система формирования командных сигналов Система рулевых приводов Особенности

1950-ыегг Механическая передача сигналов управления Ручка управления имеет непосредственную связь с рулем Обратимый гидравлический привод Возможность ручного управления рулем при отказе гидросистемы (ГС)

1960-ые гг Механическая передача сигнала управления Необратимый гидравлический привод Резервированная ГС При отказе энергетики (ГС) теряется управление

1970-ые гг Механическая передача сигнала управления Электрический канал системы автоматического управления (САУ) с вычислителем для улучшения устойчивости самолета Необратимый гидравлический привод Резервированная ГС При отказе энергетики (ГС) теряется управление Появление в канале управления замкнутой по параметрам движения самолета САУ, предназначенной для улучшения устойчивости самолета.

1970-80-ые гг Механическая передача сигнала управления Электрический канал САУ с резервированием для улучшения устойчивости и управляемости самолета Необратимый гидравлический привод Резервированная ГС При отказе энергетики (ГС) теряется управление Появление дополнительных функций, выполняемых САУ (улучшение управляемости самолета)

1990-ыегг Передача сигналов управления осуществляется с помощью резервированного электрического тракта управления. Наличие системы улучшения устойчивости и управления. Электрогидравлический привод. Резервированная ГС Невозможность ручного управления рулем при отказе энергетики и/или электроники. Замена механического тракта управления резервированным электрическим

Одной из основных тенденций развития авиастроения является увеличение роли бортовых систем в процессе управления полетом. Так, в 70-х годах прошлого века, в состав СУП маневренных самолетов был введен электрический канал системы автоматического управления с вычислителем для улучшения устойчивости самолета. В 80-х годах в состав СУП были включены системы, обеспечивающие не только улучшение устойчивости самолета, но и улучшение его управляемости. Перед современными СУП стоят следующие задачи:

- обеспечение статической и динамической устойчивости полета;

- стабилизация установленных летчиком режимов полета и снижение загруженности летчика;

- обеспечение сверхманевренности на околонулевых скоростях полета и реализации максимальных уровней эффективности рулевых поверхностей на всех режимах полета;

- ограничение предельно допустимых значений нормальных перегрузок, угла атаки, а также разгрузки конструкции планера во время полета;

- контроль работоспособности рулевых приводов и реконфигурации системы при отказе отдельных каналов управления (благодаря функциональной избыточности органов управления на современных маневренных самолетах существует возможность перераспределения управляющих сигналов по работоспособным органам управления) [7, 9, 34, 45].

Передача части функций по управлению летательным аппаратом (ЛА) от летчика к СУП обусловлена такой характерной особенностью современных маневренных самолетов как применение аэродинамически неустойчивых компоновок, при которых аэродинамический фокус (точка приложения равнодействующей аэродинамических сил), располагается впереди центра масс ЛА. Подобный подход к проектированию самолета позволяет повысить управляемость ЛА, но при этом по причине продольной статической неустойчивости появляется необходимость его искусственной стабилизации в

пространстве. Такого рода задача может быть решена только автоматической системой стабилизации, работающей без участия летчика [9].

Возрастающие требования к маневренности, безопасности, скорости и дальности полета, энергоэффективности бортовых систем и уменьшению расходов на эксплуатацию и обслуживание самолетов приводят, в свою очередь, к усилению требований как к СУП в целом, так и непосредственно к рулевым приводам. При проектировании перспективных рулевых приводов особое внимание уделяется [16]:

- уменьшению массогабаритных показателей монтируемого оборудования;

- уменьшению количества элементов и узлов привода, требующих трудоемких профилактических работ при обслуживании;

- унификации элементов и узлов;

- повышению энергоэффективности системы рулевых приводов;

- повышению надежности;

- улучшению динамических характеристик рулевого привода;

- повышению динамической чувствительности;

- повышению статической и динамической жесткости;

- усилению робастных свойств привода.

Потенциал улучшения данных показателей закладывается на этапе выбора рациональной конструкции привода. Однако большинство из указанных показателей напрямую зависят не только от конструктивных решений, но и в немалой степени от алгоритмов управления. С точки зрения построения системы управления наиболее важными являются динамические характеристики рулевого привода. Требования к динамическим характеристикам рулевого привода устанавливаются исходя из требований к устойчивости контура «СУП - рулевой привод - самолет».

Одним из методических подходов синтеза технических требований к динамическим характеристикам рулевого привода является подход на основе

метода гармонической линеаризации. Данный подход позволяет сформировать области допустимых значений для частотных характеристик (АЧХ и ФЧХ) рулевого привода без учета его функциональной структуры с учетом аэроупругих характеристик самолета во всем диапазоне частот и амплитуд управляющего сигнала. На рисунке 1.1 представлены типовые требования к АФЧХ рулевых приводов переднего горизонтального оперения и горизонтального оперения современных маневренных самолетов [34, 45, 61].

Г дБ

,ууурууууу-|ууууууу^ .

-11_____1 _ -

¡Вя^ОЛ-г-о

дБ

О

-8

I I I I . 1 _

1 I.

и____

. J___' _ J _ .

I I I -1-1_

0,2 0.5 1 2 3 4 5 10 20 0,2 0.5 1 2 3 45 10 20 £ Гц

тг-

],2 0.5 1 2 3 45 10 20 ПГО

шшш жжти

амплитуда сигнала на входе рулевого привода..

0,2 0.5 1 2 3 45 10 20 £, Гц ГО

■ норма на АЧХ и ФЧХ привода;

Рис. 1.1. Типовые требования к АФЧХ рулевых приводов переднего горизонтального оперения (ПГО) и горизонтального оперения (ГО) современных маневренных самолетов

Для перспективных маневренных самолетов с аэродинамически неустойчивыми компоновками планера важную роль играет динамическая чувст-

вительность привода - мера способности отработки выходным штоком рулевого привода управляющего сигнала. Так для современного маневренного самолета динамическая чувствительность рулевого привода должна быть менее 0.1% от максимального входного сигнала, что соответствует отклонению рулевой поверхности менее чем на 0.05° [35, 43, 50].

Другим немаловажным требованием является обеспечение безопасности рулевой поверхности от флаттера. Флаттер - это самовозбуждающиеся незатухающие колебания частей конструкции, происходящие под действием аэродинамических сил, которые возникают при колебаниях и исчезают в отсутствии колебаний. Поэтому это явление называют самовозбуждающимися колебаниями, или автоколебаниями. Энергия, необходимая для поддержания этих колебаний, доставляется встречным потоком воздуха и пропорциональна квадрату скорости полета самолета. Основная опасность данного явления заключается в том, что оно может быстро привести к разрушению самолета. Безопасность рулевой поверхности от флаттера во многом определяется динамической жесткостью рулевого привода, характеризующей упругие свойства привода как элемента конструкции планера самолета. Динамическая жесткость привода оценивается как жесткость привода с позиционной обратной связью, установленного на абсолютно жестком основании, к штоку которого прилагается внешняя сила, изменяющаяся по гармоническому закону. Увеличением динамической жесткости привода можно уменьшить опасность аэроупругих колебаний конструкции. Другим способом борьбы с флаттером является усиление демпфирующих свойств рулевого привода [26, 41, 60].

Поиск решений, удовлетворяющих требованиям к СУП перспективных самолетов, привел к появлению новых разработок как в рамках существующих концепций построения систем рулевых приводов, так и к появлению принципиально новых подходов к решению подобных задач.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Филатов, Денис Михайлович, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абашев, О.В. Использование алгоритмов искусственного интеллекта при разработке авиационной техники [Текст] / О.В. Абашев // Информационные технологии в проектировании и производстве. - 2011. - № 4. -С. 74-79.

2. Адаптивно-нечеткие регуляторы систем управления техническими объектами [Текст] / A.B. Вейнмейстер, Н.Д. Поляхов, И.А. Приходько И.А. и др. // Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ" Сер. Автоматизация и управление. -2012.-Вып. 4.-С. 59-66.

3. Адаптивная система управления гидроприводом [Текст] / Ю.А. Борцов, Н.Д. Поляхов, В.Е. Кузнецов и др. // Мехатроника, автоматизация, управление. - 2007. - № 11. - С. 12-15.

4. Андреев, А.Б. Рулевые приводы рационально электрофицированных маневренных и транспортных самолетов пятого поколения [Текст] / А.Б. Андреев, И.Н. Верклов, Н.В. Федосеева // Проблемы создания перспективной авиационной техники. - 2004. - С. 248-254

5. Анисимов, A.A. Параметрическая оптимизация и настройка цифровых регуляторов состояния [Текст] / A.A. Анисимов, C.B. Тарарыкин, В.В. Аполонский // Всероссийская научно-техническая конференция "Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем (МЭС)". Сборник трудов. - 2010. - № 1. - С. 482-487.

6. Байков, C.B. Перспективные схемотехнические решения по построению электрогидравлических рулевых приводов системы управления самолета [Текст] /C.B. Байков // Проблемы создания перспективной авиационной техники. - 2002. - С. 236-238

7. Барковский, В.И. Сверхманевренность достигнута [Текст] / В.И. Барков-ский, П.Н. Власов, Ю.Г. Оболенский // Полет. - 2007. - № 10. - С. 3-10.

8. Башта, Т. М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем / Т.М. Башта. - М.: «Машиностроение», 1974.

9. Белевитин, Б.В. Авиационный гидропривод - состояние и перспектива [Текст] / Б.В. Белевитин, В.М. Фомичев // Датчики и системы. - 2002. -№ 7.- С. 3-5.

10. Близнова, Т.Б. Математические модели и алгоритмы параметрического синтеза исполнительных механизмов рулевых приводов маневренного самолета [Текст] / Т.Б. Близнова, Ю.Г. Оболенский, В.А. Полковников // Известия РАН. Теория и системы управления. - 2009. - № 4. - С. 142-152.

11. Борцов, Ю.А. Адаптивный электрогидравлический следящий привод с непосредственным управлением [Текст] / Ю.А. Борцов, О.Э. Якупов // Электричество. - 2006. - № 4. - С. 32-38.

12. Борцов, Ю. А. Электромеханические системы с адаптивным и модальным управлением / Ю. А. Борцов, Н. Д. Поляхов, В. В. Путов. - Л.: Энергоатомиздат, 1984.

13. Вашкевич, О.В. Разработка и исследование мехатронных электрогидравлических модулей для систем рулевых приводов с децентрализованной архитектурой [Текст] / О.В. Вашкевич. Дис. канд. технич. наук: 05.09.03, 05.02.02. - СПб., 2009.

14. Ветров, Е.В. О проектировании систем управления гидравлическими приводами [Текст] / Е.В. Ветров // Промышленные АСУ и контроллеры. -2007. -№05. -С. 9-12.

15. Вишневский, С.Н. Электромеханизмы поступательного движения [Текст] / С.Н. Вишневский // Электроснабжение и электрооборудование. -2005.-№5.-С. 19-20.

16. Володин В.В. Анализ реализации концепции «полностью электрический самолет» на истребителе пятого поколения [Текст] / В.В. Володин, Ю.М. Томилов, В.М. Кулясов, Д.А. Глухов // Полет. - 2007. - № 11. - С. 38-44.

17. Волокитина, Е.В. Анализ динамических показателей авиационных вентильных электродвигателей с редкоземельными постоянными магнита-

ми [Текст] / Е.В. Волокитина, С.Б. Головизнин, Ф.В. Шалагинов и др.// Электрооборудование. - 2005. - № 2. - С. 22-27.

18. Волокитина, Е.В. Вентильные генераторы в концепции электрифицированного самолета: современное состояние вопроса [Текст] / Е.В. Волокитина, С.Б. Головизнин // Электроснабжение и электрооборудование. -2005. - №5. - С. 25-31.

19. Волокитина, Е.В. Вентильные электродвигатели постоянного тока и возрождение концепции полностью электрифицированного самолета [Текст] / Е.В. Волокитина, В.Ф. Шалагинов, О.И. Овечкин // Электроснабжение и электрооборудование. - 2005. - №5. - С. 7-9.

20. Воронович, С. Полностью электрический самолет [Текст] / С. Вороно-вич, В. Каргопольцев, В. Кутахов // Авиа панорама. - 2009. - С. 14-17.

21. Второв, В.Б. Вопросы расчета параметров адаптивного регулятора в системе с эталонной моделью и сигнальной адаптацией./ В. Б. Второв, Д. М. Филатов // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ».- 2009. -№ 10 - С. 39-46.

22. Гаврилов, C.B. Автономный электрогидравлическпй следящий привод с комбинированным управлением и адаптивной коррекцией [Текст] / C.B. Гаврилов, Д.К.Фыонг // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2007. - № 11. - С. 27-32.

23. Гарганеев, А.Г. Технико-экономические оценки создания самолета с полностью электрифицированным оборудованием [Текст] / А.Г. Гарганеев, С.А. Харитонов // Доклады ТУСУРа. - 2009. - № 2 (20). - С. 179-184.

24. Герман-Галкин, С.Г. Matlab & Simulink. Проектирование мехатронных систем на ПК. - СПб.: КОРОНА-Век, 2008. - 368 с.

25. ГП Харьковское агрегатное конструкторское [электронный ресурс] / Режим доступа: http://khadb.kh.ua/Production/production_main.htm.

26. Демпфирование упругих колебаний рулевого привода средствами модально-адаптивного управления [Текст] / В.Е. Кузнецов, А.В. Кузнецов,

Д.М. Филатов, О.Э. Якупов // Полет. Общероссийский научно-технический журнал.- 2012.- № 2. - С. 51-54.

27. Динь, К.Ф. Разработка и исследование экономичных автономных прецизионных следящих приводов [Текст] / К.Ф. Динь. Автореферат канд. тех. наук. - СПб., 2007. - 18 с.

28. Ермаков, С.А. Системы рулевых приводов пассажирских самолетов, их развитие и обеспечение безотказности управления [Текст] / С.А. Ермаков, В.И. Карев, А.Н. Митриченко и др. // Вестник МАИ .- Т. 17. - 2010.

- № 3. - С. 18-29.

29. Журавлева, А.И. Электроприводы плюс электрификация всего самолета [Текст] / А.И. Журавлева, С.Б. Головизнин, В.И. Свиридов // Электроснабжение и электрооборудование. - 2005. - № 5. - С. 5-9.

30. Зайченко Е.Ю., Аникенко A.C. Эффективность применения генетического алгоритма для синтеза структуры компьютерной сети MPLS и средства ее повышения // Весник. Наука и техника. 2008. №1. С. 176 -182.

31. Занорин, С.М. Математические модели рулевых приводов летательных аппаратов [Текст] / С.М. Занорин, Р.И. Балабаев // Известия ТРТУ. -№3.

- 2007. - С. 246-254.

32. Использование генетических алгоритмов в задачах автоматического обучения и самоорганизации интеллектуальных робототехнических систем [Текст] / И.М. Макаров, В.М. Лохин, C.B. Манько и др. // Мехатро-ника, автоматизация, управление. - 2008. - № 9. - С. 53.

33. Исследование и улучшение динамических характеристик электрогидростатических рулевых систем с помощью адаптивных регуляторов с эталонной моделью [Текст] / В.Е. Кузнецов, Н.Д. Поляхов, Д.М. Филатов, Чжан Ян // Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ" Сер. Автоматизация и управление. - 2012.-Вып. 5.-С. 74-81.

34. Константинов, C.B. Электрогидравлические рулевые приводы систем управления полетом маневренных самолетов / C.B. Константинов, П.Г. Редько, С.А. Ермаков. - М.: Янус-К, 2006. - 316 с.

35. Концепция развития систем рулевых приводов перспективных самолетов [Текст] / П.Г. Редько, С.А. Ермаков, A.M. Селиванов и др. // Полет. -2008. -№ 1. - С. 50-60.

36. Кузьмичев, Р.В. Исполнительные механизмы петлеобразной формы для приводов самолетов с повышенным уровнем электрификации [Электронный ресурс] / Р.В. Кузьмичев, Д.А. Ситин, B.C. Степанов // Электронный журнал «Труды МАИ». - Выпуск № 45. - Режим доступа: http://www.mai.ru/science/trudy/

37. Курейчик, В.В. Эволюционное моделирование в системах управления [Текст] / В.В. Курейчик // Известия Южного федерального университета. Технические науки. - 2004. - Т. 43. № 8. - С. 80-83.

38. Леванов, C.B. Реализация математической модели гидропривода поступательного действия в программной среде SIMULINK как составная часть системы автоматизированного проектирования [Текст] / C.B. Леванов, A.B. Жданов // Вестник Воронежского Государственного Технического Университета. -2009. -Вып. 9. -Том 5. -С. 24 -27.

39. Литвинцева, Л.В. Технология мягких вычислений в проектировании интеллектуальных систем управления [Текст] / Л.В. Литвинцева, A.A. Мишин, В.Н. Добрынин // Программные продукты и системы. 2010. -№ 1.-С. 48.

40. Мелешин, В.И. Транзисторная преобразовательная техника / В.И. Ме-лешин. - М.:Техносфера, 2005 - 632 с.

41. Методы оценки состояния технических систем [Текст] / A.B. Беспалов, Н.Д. Поляхов, Д.М. Филатов, О.Э. Якупов // Полет. Общероссийский научно-технический журнал.- 2011.- № 12.- С. 36-42.

42. Методы робастного, нейро-нечеткого и адаптивного управления: Учебник / под ред. Н.Д. Егупова; издание 2-ое, стереотипное. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 744 с.

43. Оболенский, Ю.Г. Введение в проектирование систем авиационных рулевых приводов: учебное пособие [Текст] / Оболенский Ю.Г., Ермаков С.А., Сухоруков P.B. - М.: издательство ГУП г. Москвы «Окружная газета ЮЗАО», 2011. - 344 с.

44. Орлов, Ю.М. Авиационные объемные гидромашины с золотниковым распределением / Ю.М. Орлов. - Пермь: Перм. гос. тех. унт., 1993.

45. Особенности алгоритмов и архитектуры системы управления маневренного самолета [Текст] / C.B. Константинов, П.Г. Редько, Г.В. Квасов и др. // Полет. - 2008. - № 9. - С. 25-34.

46. Пантелеев, A.B. Применение генетического алгоритма с бинарным кодированием к задаче оптимального управления дискретными системами [Текст] / A.B. Пантелеев, Д.В. Метлицкая // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации.- 2010. - №7(157). - С. 34-41.

47. Плунгян, A.M. Гидросистемы самолетов 5-го поколения (По зарубежным материалам) [Текст] / A.M. Плунгян // Датчики и системы. - 2002. -№ 7. - С. 25-29.

48. Попов, Д.Н. Механика гидро- и пневмоприводов: Учеб. для вузов. 2-е изд. стереотип. / Д.Н. Попов. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. -320 с.

49. Рутковская, Д. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы [Текст] / Д. Рутковская, М. Пилиньский, JI Рутковский; пер. с польск. И. Д. Рудинского. - М.: Горячая линия -Телеком, 2004. - 452 с.

50. Селиванов, А. М. Автономный электрогидравлический рулевой привод с комбинированным регулированием скорости выходного звена [Текст] / А. М. Селиванов // Вестник МАИ. - 2010. - Т. 17, № 3. - С. 37-41.

51. Селиванов, С.Г. Использование генетических алгоритмов для автоматизации проектирования технологических компоновок авиадвигателе-строительного производства [Текст] / С.Г. Селиванов, С.П. Павлинич,

B.В. Никитин // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. - 2007. - Т. 9. № 4. - С. 90-94.

52. Терехов, В. М. Системы управления электроприводов: учебник для студ. высш. учеб. заведений / В. М. Терехов, О. И. Осипов; под. ред. В. М. Терехова. - 3-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. -304 с.

53. Филатов, Д.М. Адаптивно-нечеткая система управления рулевым приводом самолета / Д.М. Филатов, В.Е. Кузнецов, О.Э. Якупов // Проблемы совершенствования робототехнических и интеллектуальных систем летательных аппаратов: Сборник докладов IX Всероссийской на-учн.техн.конф. 25 - 26 июня 2012, МАИ - М.: МАИ-Принт, 2012. -

C.277-282.

54. Филатов, Д.М. Интеллектуальная система управления рулевым приводом самолета./ Д. М. Филатов // 64 научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава университета: Сборник докладов студентов, аспирантов и молодых ученых, СПбГЭТУ «ЛЭТИ». -СПб, 2011.-С. 154-158.

55. Филатов, Д.М. Компьютерное моделирование аксиально-поршневого насоса [Текст] / Д.М. Филатов [и др.] // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», Сер. Автоматизация и управление. - 2011. - Вып. 3. - С. 45-51

56. Филатов, Д.М. Компьютерное моделирование динамических процессов в автономном электрогидравлическом приводе с комбинированным регулированием / Филатов Д.М. // Наука и инновации в технических университетах: Материалы Третьего Всероссийского форума студентов, аспирантов и молодых ученых, - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2009. -С.25-26.

57. Филатов, Д.M. Adaptive control for electro-hydraulic drive with neuro-fuzzy algorithms / Д.М. Филатов, T.A. Минав, E.C. Анушина и др. // Сборник трудов XIV Международной конференции по мягким вычислениям и измерениям (SCM'2011), СПб, 2011 - том 1, С. 289-292.

58. Халютин, С.П. Проблемы создания автономных рулевых приводов для систем управления полетом [Текст] / С.П. Халютин // Датчики и системы. - 2002. - № 7. - С. 22-29.

59. Хомутов, B.C. Улучшение статистических и динамических характеристик электрогидростатического привода в области малых сигналов управления [Текст] / B.C. Хомутов. Дис. канд. технич. наук: 05.02.02. -М., 2009.

60. Шумилов, И.С. Системы управления рулями самолетов: учеб. пособие / И.С. Шумилов. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,2009. - 469 с.

61. Электрогидравлические рулевые приводы с адаптивным управлением маневренных самолетов [Текст] / C.B. Константинов, В.Е. Кузнецов, Н.Д. Поляхов и др. - СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2011. - 513 с.

62. Электронный образовательный математический портал Exponenta.ru [Электронный ресурс] - 2013. - Режим доступа: http://matlab.exponenta.ru.

63. Электрооборудование летательных аппаратов / под. ред. С.А. Грузкова. -М.: Изд-во МЭИ, 2005-2008. - 552 с.

64. Юсупова Н.И. Модели и методы искусственного интеллекта в прикладных исследованиях [Текст] / Н.И. Юсупова // Полет. Общероссийский научно-технический журнал. - 2007. - № 7. - С. 64.

65. Brushless electric motors of direct current [Электронный ресурс] — 2013. — Режим доступа: http://www.epv.ru/en/catalogproducts/ elec-tric_motors/brushless/

66. Collinson, R.P.G. Fly-be-wire flight control / R.P.G. Collinson // Flight control. - August, 1999. - P. 141-152.

67. Filatov, D. Aircraft steering actuators: state and prospects / D. Filatov, E. Anushina, A. Stotckaia // Proceeding of the IEEE Russia. North West Section, -vol. 3,2012.-P. 43-47.

68. Force and Position Control in the Electro-Hydraulic System by using a MIMO Fuzzy Controller / Pornjit Pratumsuwan, Aphaiwong Junchangpood // IEEE 8th Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA), 2013. - P. 1462-1467.

69. Frischemeier S. Electrohydrostatic actuators for aircraft primary flight control - types, modeling and evaluation / S. Frischemeier // 5th Scandinavian International Conference on Fluid Power, SICFP '97, Linkijping, Sweden, May 28. -30.

70. Jensen, S.C. Flight test experience with an electromechanical actuator on the F-18 system research aircraft / S.C. Jensen, G.D. Jenney, D. Danson // Proceedings of the 19th AIAA Digital Avionics System s Conference, 7-13 Oct. 2000.-P.1-10.

71. Howse, M. All electric aircraft / M. Howse // IEE Power engineer. - August/September, 2003. - P.35-37.

72. Kang, R. Nonlinear modeling and control design of electro-hydrostatic actuator / R. Kang, J.C. Mare, Z. Jiao // Proceeding of the 7th JFPS international symposium on Fluid power, Toyama, September 15-18, 2008. - P. 665-670

73. Modelling of an electro-hydraulic forklift in Matlab Simulink / Tatiana A. Minav, Denis M. Filatov, Lasse I.E. Laurila at. al. // International Review on Modelling and Simulations (I.RE.MO.S). - Vol. 4, n.2. - April 2011.

74. Mohieddine J. Hydraulic servo-systems. Modeling, identification and control / Mohieddine Jelali, Ahdreas Kroll. Springer, 2004. 355 c.

75. Moving towards a more electric aircraft / J.A. Rosero, J.A. Ortega, E.Aldabas, L. Romeral // IEEE A&E systems, March, 2007 - P. 3-9.

76. Pressure loop control of pump and valve combined EHA based on FFIM / Youzhe Ji, Song Peng, Li Geng at. al. // ICEMI, 2009. - P. 578-582

77. Reliable electro-mechanical actuators in aircraft / A. Garsia, J. Cusido, J.A. Rosero // IEEE A&E systems, August, 2009. - P. 19- 25.

78. Self-tuning-parameter fuzzy PID speed control in an electro-hydraulic forklift [Текст] / Tatiana A. Minav, Denis M. Filatov at. al. // International Review of Electrical Engineering (I.R.E.E.). - Vol. 4, n. 1. - 2012. - P .9-15.

79. Vladimirov, S.V. Demonstration program to design, manufacture and test an autonomous electro-hydrostatic actuator to gimbal large booster-class engines / S.V.Vladimirov // Join Propulsion conference and exhibit, 9-12 Juli, 2006. -P. 1-6.

80. Speed-Control of Energy Regulation Based Variable-Speed Electrohydraulic Drive / X. Ming, B. Jin, G. Chen, J. Ni // Journal of Mechanical Engineering. -59(2013)7-8.-P. 433-442.