Разработка автоматизированной системы управления автономными подвижными объектами на основе МЭМС тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат наук Кульчицкий Андрей Петрович

• Кульчицкий Андрей Петрович
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Кульчицкий Андрей Петрович

Введение

Глава 1. Анализ современных МЭМС и инерциальных систем навигации на их основе

1.1 Анализ востребованности МЭМС

1.2 Исследование области применения инерциальных навигационных систем на основе МЭМС

1.3 Исследование перспективного направления применения МЭМС - АСУ МЛА

1.4 Исследование методов расчета навигационных параметров ИНС

Выводы по 1-ой главе

Глава 2. Разработка структуры АСУ МЛА на основе МЭМС и алгоритмов расчета угловой скорости поворота линии визирования цели и управления МЛА

2.1 Разработка структуры АСУ МЛА на основе МЭМС-ДУСов

2.2 Алгоритм фильтрации значений МЭМС-ДУСов и расчета компонентов кватерниона перехода

2.3 Алгоритм расчета угловой скорости поворота линии визирования цели

2.4 Алгоритм управления АДР

Выводы по 2-ой главе

Глава 3. Разработка специального математического обеспечения -имитационных моделей движения МЛА и работы АСУ

3.1 Разработка имитационной модели движения МЛА

3.2 Разработка имитационной модели работы АСУ

Выводы по 3-ей главе

Глава 4. Исследования алгоритмов работы АСУ МЛА

4.1 Исходные навигационные параметры движения МЛА

4.2 Исследование эффективности алгоритма расчета угловой скорости поворота линии визирования цели

4.3 Исследование зависимости фактического промаха от начальных углов

пеленга

Выводы по 4-ой главе

Глава 5. Адаптация разработанных алгоритмом для автоматической посадки малого БЛА самолетного типа

5.1 Состав и алгоритм работы АСУ БЛА

5.2 Состав и основные характеристики БНО

5.3 Состав и основные характеристики БС

Выводы по 5-ой главе

Заключение

Перечень сокращений

Используемая литература и источники

Приложение 1. Графики проведенных исследований

Приложение 2. Графический интерфейс ввода-вывода данных имитационной

модели АСУ МЛА

Приложение 3. Рисунки разработанных блоков АСУ БЛА

Приложение 4. Акты об использовании результатов диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка автоматизированной системы управления автономными подвижными объектами на основе МЭМС»

Введение

Современное производство невозможно без наличия автоматизированных систем управления (АСУ), в том числе малогабаритных на основе микроэлектромеханических систем (МЭМС). В настоящее время создано большое количество разновидностей микроэлектронных и микроэлектромеханических систем: тактовые генераторы, резонаторы и различные датчики физических величин (давления, угловых скоростей (ДУС), акселерометр и т.д.), предназначенных для решения задач автоматизации и управления технологическими процессами, роботизированными комплексами, транспортными механизмами и системами, функционирующими на производстве и в народном хозяйстве. Входящие в подобные системы (устройства) микроэлектромеханические датчики угловых скоростей и акселерометры активно применяются в гиротахометрах, гирокурсовертикалях, бесплатформенных инерциальных системах навигации и ориентации, являющихся составной частью систем автоматизации и управления. Преимущество систем автоматизации и управления, построенных на МЭМС, заключается в малых габаритных размерах, низком энергопотреблении и малой стоимости.

Объектами управления являются промышленные технологические производства, транспортные системы (воздушные, водные, автомобильные), автоматизированные системы геологоразведочного производства и т.д. Применение роботизированных комплексов способно существенно уменьшить количество сотрудников на трудоемких и вредных производствах. В перспективе прогнозируется существенное увеличение подвижных роботизированных систем, способных принимать решения на основе разработанных алгоритмов, используя информацию, поступающую от сенсоров и внешних источников.

Для реализации комплексной автоматизации производства и интегрированного управления необходимы различные датчики, автоматизированные системы управления (в том числе и на основе МЭМС) и алгоритмы управления параметрами движения мобильного устройства (например, беспилотный подвижный объект).

Исходя из того, что для каждого вида автономного подвижного объекта, входящего в роботизированный комплекс, требуется собственная автоматизированная система управления, учитывающая технические характеристики данного объекта, необходимо создавать методы и алгоритмы обработки данных системы управления. Не менее важно создание имитационных моделей функционирования создаваемой системы и работоспособности изделия в целом для поведения теоретических исследований эффективности АСУ на этапе разработки. В связи с вышесказанным, разработка автоматизированной системы управления автономными подвижными объектами на основе МЭМС является актуальной, имеющей важное не только научное, но и практическое значение.

Целью настоящей диссертационной работы является разработка бесплатформенной автоматизированной системы на основе инерциальных МЭМС с использованием метода пропорциональной навигации, управляющей движением автономного подвижного объекта.

Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Проанализировать существующие методы реализации автоматизированных систем управления (АСУ) и систем навигации, методы сближения подвижных объектов по траектории и расчета навигационных параметров.

2. Разработать структуру бесплатформенной АСУ на основе МЭМС, использующую метод пропорциональной навигации и состоящую из минимального количества компонентов.

3. Разработать алгоритм расчета компонентов кватерниона перехода_из одной системы координат в другую.

4. Разработать алгоритм расчета угловой скорости поворота линии визирования (ЛВ) для реализации метода пропорциональной навигации.

5. Разработать алгоритм управления движением автономного подвижного объекта, учитывающий изменения угловой скорости колебания (вращения) по крену.

6. Разработать имитационные модели функционирования АСУ на основе МЭМС и движения мобильного подвижного объекта.

7. Исследовать с помощью разработанных имитационных моделей эффективность функционирования АСУ, а именно зависимость фактического промаха автономного подвижного объекта от начальных углов между вектором скорости и линией визирования.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования является автоматизированная система управления автономного подвижного объекта.

Предмет исследования составляют методы и алгоритмы функционирования автоматизированной системы управления на основе МЭМС с использованием метода пропорциональной навигации.

Научная новизна. Диссертационные исследования позволили получить следующие новые научные результаты:

1. Предложен метод расчета угловой скорости поворота линии визирования с помощью фильтра Калмана, учитывающий вращение и колебания автономного подвижного объекта, при использовании инерциальных МЭМС и оптического блока сканирования. Предложенный метод основан на расчете модуля угловой скорости поворота линии визирования в плоскости, образованной двумя последними единичными

векторами линии визирования, с использованием навигационных данных в интервале времени одного периода импульсного сигнала пеленга.

2. Предложен метод амплитудно-фазового управления аэродинамическими рулями, позволяющий управлять движением автономного подвижного объекта с учетом собственных колебаний и вращения.

3. Разработаны имитационные модели функционирования АСУ на основе МЭМС и движения автономного подвижного объекта, учитывающие характеристики используемых МЭМС и других сенсоров, аэродинамические характеристики автономного объекта и внешних факторов. Разработанные модели позволяют проводить анализ эффективности АСУ при различных начальных углах между вектором скорости и линией визирования.

Практическая значимость работы заключается в следующих результатах:

- разработанный метод расчета угловой скорости поворота ЛВ с помощью фильтра Калмана применим для различных видов подвижных объектов, таких как: вращающиеся по крену малые летательные аппараты (МЛА), беспилотные МЛА самолетного и вертолетного типов, различные виды роботов и роботизированных комплексов технологических процессов;

- разработанный алгоритм расчета угловой скорости поворота ЛВ с помощью фильтра Калмана может использоваться для автоматической посадки беспилотных МЛА, в части выхода на взлетно-посадочную полосу;

- разработанный блок навигации и ориентации может применяться в различных типах малых подвижных объектов, где необходимо определение пространственно-ориентированного положения;

- разработанный блок сканирования оптический (БСО) может применяться в различных типах малых подвижных объектов, где необходимо сближение подвижного объекта с целью;

- разработанные имитационные модели функционирования АСУ на основе МЭМС и движения автономного подвижного объекта позволяют обеспечить необходимое попадание автономного подвижного объекта в заданную область (допустимый промах) при различных начальных углах между вектором скорости и линией визирования;

- определены оптимальные навигационные параметры начального участка траектории движения МЛА, когда цель неподвижна или движется со скоростью до 15 м/с, при которых вероятность попадания в заданную область (допустимый промах) радиусом 3м составляет более 0,9.

Методы исследования. При решении задач, рассматриваемых в диссертации, были использованы методы математического моделирования, математического анализа, теории вероятностей и математической статистики.

Личный вклад автора.

В ходе выполнения диссертационной работы автором были разработаны метод и алгоритм расчета угловой скорости поворота линии визирования с помощью фильтра Калмана, алгоритм управления движением автономного подвижного объекта, алгоритмы имитационных моделей функционирования АСУ и движения автономного подвижного объекта. Все исследования эффективности функционирования АСУ, анализ результатов, полученных с помощью имитационных моделей осуществлялись непосредственно автором.

Результаты, выносимые на защиту и составляющие научную новизну диссертационной работы, получены автором лично в Институте НМСТ НИУ МИЭТ.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Разработанные алгоритм и метод расчета угловой скорости поворота линии визирования с помощью фильтра Калмана, позволяющие

рассчитывать значения с погрешностью менее 0,3 град./с при скорости вращения (колебания) автономного подвижного объекта до 4000 град./с.

2. Разработанные алгоритмы имитационных моделей функционирования АСУ на основе МЭМС и движения автономного подвижного объекта позволяют проводить статистический анализ вероятности выхода автономного подвижного объекта в заданную область (эффективность функционирования АСУ).

3. Результаты исследования функционирования АСУ на основе МЭМС, полученные с помощью разработанных имитационных моделей при различных начальных условиях, позволяющие повысить эффективность работы АСУ, вероятность попадания более 0,9 в заданную область (допустимый промах) радиусом 3 м при двигающейся цели со скоростью до 15 м/с, диапазон углов между линией визирования и вектором скорости составляет -2град. < у0 < +2град., -5град. < фьу 20 < Оград. .

Реализация результатов работы.

Результаты исследований были использованы:

- при выполнении проекта по соглашению №14.575.21.0069 «Разработка конструкции и технологии изготовления инерциальной измерительной системы на основе интегрированных микромеханических акселерометров и гироскопов», проводимого в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы». Уникальный идентификатор КБМЕЕ157514Х0069 (акт об использовании прилагается);

- при выполнении ГК № 16411.44.32017.11.064 от 14 ноября 2016г. ОКР «Разработка и освоение серийного производства на отечественном предприятии серии МЭМС-гироскопов и акселерометров», шифр «Микрос-И2». Идентификатор 17705596339 16 0009830 (акт об использовании прилагается).

Разработанный метод расчета пространственного положения тела с помощью фильтра Калмана был использован в приборе БСКРТ (блок строчно-кадровой развертки), входящего в состав космического метеорологического спутника «Электро-2» (акт об использовании прилагается);

Результаты работы применяются в учебном процессе НИУ «МИЭТ» Института НМСТ при подготовке лекционных материалов и лабораторных работ по курсам «Физические принципы создания устройств для получения первичной информации», «Проектирование МЭМС-устройств» и «Информационные устройства и системы в робототехнике» (акт об использовании прилагается).

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на 16-й Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика-2009», 2009, Москва; XVII Международной научно-практической конференции «Техника и технология: новые перспективы развития», 2015, Москва; VI Международной научно-практической конференции "Современное состояние и перспективы развития научной мысли", 2015, Уфа; Международной научно-практической конференции «Актуальные задачи математического моделирования и информационных технологий», 2015, Сочи; 18-й Международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы», 2015, Ульяновск; научно-практической конференции «Практика внедрения интерактивных технологий в учебный процесс НИУ МИЭТ», 2015, Москва; Международной научно-практической конференции «Инновационные исследования: проблемы внедрения результатов и направления развития» 2017, Челябинск.

Публикации. Основные научные результаты диссертации были опубликованы в 15 печатных работах, включая 7 научно-технических статей в журналах из списка ВАК РФ, в том числе 1 - в международной

реферативной базе данных SCOPUS, а также 8 - тезисов докладов на российских и международных конференциях, входящих в систему цитирования РИНЦ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, заключения, четырех приложений, изложенных на 160 страницах и включает в себя 6 таблиц, 88 рисунков и списка используемой литературы из 128 наименований.

В первой главе проведены исследования востребованности МЭМС-датчиков, их достоинства и недостатки, перспективные направления их применения; сферы применения инерциальных навигационных систем на основе МЭМС-датчиков; методов работы АСУ МЛА, существующих на сегодняшний день, и перспективности использования ИНС на основе МЭМС-датчиков в данном направлении; построения математического аппарата инерциальных систем навигации и ориентации.

Во второй главе описаны структура АСУ МЛА, алгоритмы фильтрации величин значений МЭМС-ДУСов, расчета угловой скорости поворота линии визирования цели и управления МЛА на корректируемом участке траектории движения МЛА.

В третьей главе для подтверждения достоверности результатов работы описаны имтационные модели работы АСУ МЛА и движения МЛА на корректируемом участке траектории движения МЛА, адекватной реальному процессу полета изделия, его функционирования и взаимодействия с объектом сближения (целью).

В четвертой главе проведено исследование эффективности работы алгоритмов разработанной АСУ МЛА и дана теоретическая оценка промаха в разных целевых условиях.

В пятой главе приведен состав разработанных блоков АСУ БЛА для автоматической посадки БЛА с использованием метода пропорциональной навигации.

В конце глав даны заключения, где приведены основные выводы по соответствующей главе.

Заключение по диссертационной работе представляет собой основные выводы и рекомендации.

В приложении 1 приведены графики исследований алгоритмов работы АСУ МЛА.

В приложении 2 приведено графический интерфейс ввода-вывода данных имитационной модели АСУ МЛА.

В приложении 3 приведены рисунки разработанных блоков АСУ МЛА.

В приложении 4 приведены акты внедрения результатов работы.

Глава 1. Анализ современных МЭМС и инерциальных систем навигации на их основе

1.1 Анализ востребованности МЭМС

Микроэлектромеханические системы (МЭМС) - это технологии и устройства, объединяющие в себе микроэлектронные и микромеханические компоненты разнообразных конструкций и назначений, которые обычно изготавливаются на основе кремния по отработанной технологии структурирования, разработанной для создания современных интегральных схем и изделий микроэлектроники [1-4]. Сфера применения МЭМС в последнее время очень обширна [5-7]. Наиболее востребованными являются датчики давления, акселерометры, микрофоны, датчики угловых скоростей (ДУСы) [8], реле [9], ИК-болометры [10, 11] и т.п., которые нашли массовое применение в автомобильной технике, бытовых приборах, телекоммуникационных устройствах и изделиях, а также в военной, специальной, аэрокосмической и других отраслях [8, 12, 13].

Преимущество МЭМС по сравнению с аналогичными приборами - это малые массогабаритные размеры, достаточно высокие метрологические и эксплуатационные характеристики, малое энергопотребление и низкая стоимость. Недостатками МЭМС являются относительно большие составляющие шумового сигнала, случайный дрейф нуля и, для некоторых типов датчиков, зависимость точностных характеристик от температуры и линейных ускорений. Однако, несмотря на некоторые недостатки, МЭМС завоевали популярность во многих сферах применения, что привело к существенному увеличению объема производства МЭМС и их продаж.

На сегодняшний день более двух десятков иностранных компаний занимаются разработкой и полномасштабным производством МЭМС. Хорошо известными компаниями являются Analog Devices,

STMicroelectronics, Texas Instruments, Sony, Daisa Semiconductor, Silicon Sensing, Honeywell и т.д. [7, 8, 11]. В тоже время разработками в области МЭМС и НЭМС занимаются все крупные микроэлектронные компании, ведущие университеты, многочисленные предприятия и исследовательские коллективы [11, 14].

В России ведут научные исследования и разработки в данном направлении такие предприятия как: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», г. Санкт-Петербург [7, 15]; ОАО «РПКБ», г. Раменское [11, 16]; ОАО «СКТБ РТ», г. В.Новгород [17]; ОАО «НИИФИ», г. Пенза [18]; ОАО «АНПП «Темп-Авиа», г. Арзамас [19]; организации, расположенные в г. Зеленограде, где сосредоточена наибольшая концентрация технологических возможностей и оригинальных конструкторских решений в области МЭМС - МИЭТ, ГУ НПК «ТЦ МИЭТ», ОАО «ЗИТЦ», ОАО «Ангстрем» и т.д. [20, 21].

Очень востребованными являются автономные системы навигации и ориентации (инерциальные навигационные системы) подвижных объектов. Они нашли применение в автомобильной, авиационной и космической отраслях, а также в приборах бытового назначения и в мобильных телефонах [22]. Необходимыми элементами для создания автономных систем ориентации и навигации являются инерциальные микроэлектромеханические датчики угловых скоростей (ДУСы) и акселерометры [23-25]. По прогнозу журнала «Electronic Engineering Times Europe» объем реализации МЭМС ДУСов, аксерометров и компасов для систем ориентации и навигации, только для потребителей и мобильных телефонов возрастет от 847 млн. $ в 2009 до 2,5 млд. $ в 2015г. [26], на рисунке 1.1 представлен рост объема реализации и области применения данных МЭМС-сенсоров.

Рисунок 1.1. Рост объема и темпы роста сбыта микромеханических ДУСов, акселерометров и компасов, с 2009 до 2015 г. [26].

Одним из успешных российских разработчиков МЭМС ДУСов и акселерометров является МИЭТ, который разработал и производит МЭМС ДУСы с различными диапазонами измерения угловых скоростей: ±50 °/с,

±100 °/с,...... ±10000 °/с; МЭМС акселерометры с диапазонами измерения

линейных ускорений: ±0.2 ±1.2 ...... ±100 В таблицах 1.1 и 1.2

приведены основные характеристики МЭМС ДУСов и акселерометров разработанных МИЭТ и другими компаниями [27-29].

Таблица 1.1. Характеристики МЭМС ДУСов

Диапазон Нелинейность Случайная Спектральная

измерения составляющая плотность

нулевого шума

сигнала

ММГК-50М1 МИЭТ ±400 °/с <1%, до 0.2% 0.03 °/с 0.025(°/с)/^Гц

ADIS16120 Analog Devices ±300 °/с 0.04% 0.005 °/с 0.020(°/с)/^Гц

LY330ALH STM ±300 °/с 1.0% 0.02 °/с 0.014(°/с)/^Гц

CRS09- 01 Silicon Sensing ±200 °/с 0.1% 0.03% (0-30Гц) -

Таблица 1.2. Характеристики МЭМС акселерометров

Диапазон Нелинейность Спектральная Кол-во

измерения плотность осей

шума

ММА ±1.2 g 0.5% 0.1х10-3 g/^Гц 1

МИЭТ

ADXL213 ±1.2 g 0.5% 0.16х10-3 g/^Гц 2

Analog Devices

LIS344ALH ±2 g 0.5% 0.05х10-3 g/^Гц 3

STM

1.2 Исследование области применения инерциальных навигационных систем на основе МЭМС

Из-за больших шумовых и случайных составляющих сигнала МЭМС-датчиков время автономной работы систем навигации на их основе ограничено, т.к. происходит накопление ошибки, следовательно, применение данных автономных систем ориентации и навигации возможно в объектах где возможна периодическая коррекция навигационных параметров, поступающих с высокоточного источника, и/или имеющих малое время автономной работы. Это могут быть различные навигационные МЭМС-приборы, интегрированные со спутниковыми системами навигации GPS,

Глонасс, Галилео - для наземных и воздушных объектов, а также с приборами астронавигации - для космических аппаратов.

Учитывая возрастающую потребность в малогабаритных системах навигации, многие разработчики производят изделия на основе МЭМС, интегрируя их со спутниковой навигационной системой [30-33].

Так, например, НПО «ПРОГРЕСС» разработало инерциальную интегрированную с ОРБ/Глонасс спутниковую навигационную систему (БИНС) «ГЛИССАДА-СБ2», в состав которой входят МЭМС акселерометры и ДУСы [25].

БИНС «ГЛИССАДА-СБ2» представляет собой малогабаритный навигационный комплекс, предназначенный для определения и передачи навигационных данных, курсоуказания, ориентации и параметров движения транспортных средств Сухопутных войск вооруженных сил в условиях радиоэлектронного подавления сигналов противником, при нахождении в зданиях, тоннелях и т.д. Использование БИНС «ГЛИССАДА-СБ2» на качественно новом уровне обеспечивает выполнение требований по помехоустойчивости, достоверности принимаемой навигационной информации, навигационного и координатного обеспечения. В данной системе с помощью микромеханических ДУСов и акселерометров обеспечивается определение местоположения объекта во время пропадания сигнала с навигационного спутника [34]. БИНС «ГЛИССАДА-СБ2» имеет следующие характеристики:

- угол курса - 360°;

- максимальные угловые скорости - 250 °/сек;

- линейные ускорения - 6§;

- точность счисления координат от пройденного пути - 5%;

- диапазон углов:

крен: ±180°, тангаж: ±90°;

курс: 0...360°.

Точность определения углов крена и тангажа:

- статический режим - 0,3°;

- динамический - 2° [34].

ООО «ТеКнол» разработал целую линейку малогабаритных интегрированных навигационных систем (МИНС) на МЭМС-сенсорах, интегрированных с ОРБ/Глонасс [35]: «КомпаНав-2Т» - МИНС предназначена для определения координат, углов ориентации и параметров движения наземного транспорта; «КомпаНав-2», «КомпаНав-3» и «КомпаНав-5» - МИНС предназначены для определения полного набора навигационных данных - углов крена, тангажа, курса, угловых и линейных скоростей и т.д. в беспилотных летательных аппаратах. Данные модели отличаются друг от друга массогабаритными размерами и временем исчисления навигационных данных [35-37]. В таблицах 1.3 и 1.4 приведены динамический диапазон и точностные характеристики МИНС в инерциальном режиме, а на рисунке 1.2 представлена функциональная схема навигационного алгоритма «КомпаНав-2» с применением датчика давления и магнитометров.

Таблица 1.3. Динамический диапазон МИНС.

МИНС Параметры--^^ «КомпаНав-2» «КомпаНав-3» «КомпаНав-5»

Угловая скорость ±250 °/с ±300 °/с ±200 °/с

Ускорение ±6g ±6g ±6g

Тангаж ±90° ±90° ±90°

Крен ±180° ±180° ±180°

Курс 0..360° 0..360° 0..360°

Высота 6000 м - 20000 м

Таблица 1.4. Точностные характеристики МИНС.

^^^МИНС Параметры"\^^ «КомпаНав-2» «КомпаНав-3» «КомпаНав-5»

Крен, тангаж: прямолинейный полёт; маневрирование; динамическая точность 0,3°..0,5° 0,7°..1° 0,3°..0,4° 0,7° 0,1°

Курс (динамическая точность) 3°* ^о 2°* 1°

Скорость: путевая, вертикальная 5 м/с* 0,5 м/с 0,5 м/с* 0,5 м/с 2,0 м/с** 0,3 м/с

Координаты: горизонтальные; высота 600 м* 6 м 500 м* 6 м 3 704 м** 4 м

* - 5 мин. пропадания сигнала спутниковой навигационной системы. ** - 1час пропадания сигнала спутниковой навигационной системы.

Рисунок 1.2. Функциональная схема навигационного алгоритма «КомпаНав-2».

Институт космических исследований РАН (ИКИ РАН) разработал линейку интегрированных приборов астронавигации с МЭМС-сенсорами БОКЗ-М [38, 39], что позволило уменьшить массогабаритные характеристики измерительного комплекса системы ориентации космического аппарата. Информация, сформированная по показаниям МЭМ-сенсоров угловой скорости, позволяет повысить надежность и скорость распознавания звезд астроприбором после засветки оптического канала Солнцем или при больших угловых ускорениях [38-40]. МЭМС-ДУСы применяются для определения ориентации прибора.

Во всех вышеперечисленных системах ориентации и навигации применяются импортные МЭМС-сенсоры.

1.3 Исследование перспективного направления применения МЭМС - АСУ МЛА

Одно из возможных применений систем навигации и ориентации на МЭМС-датчиках - автоматизированные системы управления, размещенные на борту малых летательных аппаратов, задача которых обеспечить сближение МЛА с объектом встречи, управляя движением МЛА по какому-либо информационному сигналу, идущего от объекта, а также по навигационным параметрам МЛА и объекта, поступающих от внешнего источника. При этом основные требования, которые предъявляются к АСУ -это выполнение поставленной задачи с высокой точностью, массогабаритные параметры и стоимость, а к МЛА - большая дальность полета [41].

За рубежом создано и продолжают создаваться большое количество различных типов МЛА с системами управления, обеспечивающих сближение МЛА с целью. В работах [42-52] приведены некоторые созданные и создающиеся в настоящее время, системы управления и некоторые технические характеристики, а также организации-разработчики данных

систем. Разработка новых систем ведется с применением МЭМС-ДУСов, акселерометров, актюаторов и т.д. [51, 52] и направлена в сторону использования ИНС в малогабаритных изделиях. В России также имеются подобные системы. В источниках [53-66] подробно рассмотрены многие типы МЛА, созданные и создающиеся на сегодняшний день в России, приведены технические характеристики некоторых видов МЛА, и указаны разработчики этих МЛА. В работе [67] приведено применение МЭМС-ДУСов для демпфирования планера иностранного производства. По требованию заказчика, в данных типах МЛА должны применятся электронные компоненты отечественного производства.

Для обеспечения сближения МЛА с объектом встречи в настоящий момент существуют три основных метода [68, 70-73]:

1. Метод, при котором минимизируется угол отклонения между продольной осью МЛА и линией визирования цели (линия соединяющая центр массы МЛА и цели), т.е. МЛА постоянно направляет свою продольную ось вдоль линии визирования цели.

Преимущество данного метода - относительная простота реализации материальной части АСУ, по сравнению с другими методами.

Недостатки данного метода - большие требования к перегрузкам при маневрировании, имеет большой фактический промах (минимальное расстояние между МЛА и объектом встречи движения МЛА), по сравнению с другими методами сближений, из-за больших погрешностей, связанных с углами атаки и скольжения, и не учета скорости движения цели и возмущения окружающей среды.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кульчицкий Андрей Петрович, 2018 год

Используемая литература и источники

1. Аpавин В.В., Веpнеp В.Д., Сауpов А.Н., Мальцев П.П. МЭМС высокого уровня - возможный путь развития МЭМС в России //Нано- и Микросистемная техника. - 2011. - №6. - С. 28-31.

2. Распопов В.Я. Микромеханические приборы: учебное пособие. - М.: Машиностроение, 2007. - 400с.

3. Распопов В.Я. Микросистемная авионика: учебное пособие. - Тула.: «Гриф и К», 210. - 248с.

4. Stephen Beeby, Graham Ensell, Michael Kraft, Neil White. MEMS mechanical sensors. - Boston, London.: Artech House, Inc., 2001.

5. Гольцова М.М., Юдинцев В.А. МЭМС: большие рынки малых устройств //Нано- и Микросистемная техника. - 2008. - №4. - С. 9-13.

6. Яшин К. Д., Осипович В. С., Божко Т. Г., Логин В. М. Современные разработки МЭМС //Нано- и Микросистемная техника. - 2008. - №5. - С. 57-64.

7. Тимошенков С.П., Кульчицкий А.П. Применение МЭМС-сенсоров в системах навигации и ориентации подвижных объектов //Известия вузов. Электроника. - 2012. - №6. - С. 51-56.

8. Кухаренко Б. Г., Пономарев Д. И. Дистанционный манипулятор на основе MEMS-акселерометра в качестве чувствительного элемента //Нано- и Микросистемная техника. - 2012. - №2. - С. 49-54.

9. Яшин К. Д., Осипович В. С., Божко Т. Г., Логин В. М. Разработка МЭМС //Нано- и Микросистемная техника. - 2008. - №1. - С. 28-34.

10. Niklaus F., Vieder С., Jakobsen H. MEMS-based uncooled bolometers arrays - a review // Proc. SPIE. 2007.Vol.6836. P. 68360D-(1-15).

11. Войцеховский А.В., Кульчицкий Н.А., Мельников А.А., Несмелов С. Н. МЭМС-детекторы инфракрасного диапазона //Нано- и Микросистемная техника. - 2011. - №7. - С. 42-49.

12. Беляев В. МЭМС/МСТ в современной технике на примере автомобилестроения и авиации //Нано- и Микросистемная техника. - 2006. - №5. - С. 36-44.

13. Michael Kraft and Neil M. White. MEMS for automotive and aerospace applications. - Cambridge.: Woodhead Publishing Limited, 2013.

14. Габасов Р., Кириллова Ф. Качественная теория оптимальных процессов. - М.: Наука, 1971. - 508с.

15. http://www.elektropribor.spb.ru //Официальный сайт ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор». Дата обращения 07.11.2016.

16. http://www.rpkb.ru //Официальный сайт ОАО «РПКБ». Дата обращения 04.12.2014.

17. http://www.sktb-relay.ru //Официальный сайт ОАО «СКТБ РТ». Дата обращения 04.12.2016.

18. http://www.niifi.ru //Официальный сайт ОАО «НИИФИ». Дата обращения 07.11.2016.

19. http://www.temp-avia.ru //Официальный сайт ОАО «АНПП «Темп-Авиа». Дата обращения 04.12.2014.

20. http://www.tcen.ru //Официальный сайт ГУ НПК «ТЦ МИЭТ». Дата обращения 07.11.2016.

21. http://www.zitc.ru //Официальный сайт ОАО «ЗИТЦ». Дата обращения 07.11.2016.

22. Лавойе Ф., Ди Ли, Ландри Р. Разработка инерциальной навигационной системы на МЭМС датчиках //Гироскопия и навигация. - 2009. - №1. С. 75-85.

23. Лукьянов В.В. Бесплатформенная интегрированная навигационная система на базе MEMS-чувствительных элементов //Нано- и Микросистемная техника. - 2006. - №12. - С. 60-64.

24. Веремеенко К.К., Антонов Д.А. и др. Интегрированная система ориентации и навигации БПЛА //Новости навигации. - 2011. - № 4. - С.22-28.

25. http://www.arms-expo.ru //Интернет-портал «Оружие России». Дата обращения 04.12.2014.

26. Happich J. Inertia l sensor market to grow 20.3% annually to reach $2.56B in 2015. «Electronic Engineering Times Europe». March 2011. с11.

27. http://www.st.com //Официальный сайт компании STMicroelectronics. Дата обращения 09.12.2016.

28. http://www.siliconsensing.com //Официальный сайт компании Silicon Sensing. Дата обращения 09.12.2016.

29. http://www.analog.com //Официальный сайт компании Analog Devices. Дата обращения 09.12.2016.

30. Современные информационные технологии в задачах навигации и наведения беспилотных маневренных летательных аппаратов / Под редакцией М.Н. Красильщикова, Г.Г. Серебрякова. Москва, Физматлит, 2009. - 560с.

31. Торопов А.Б., Тосикова Т.П. Применение алгоритма с гарантированным качеством оценивания для коррекции показаний навигационной системы //Материалы докладов XII конференции молодых ученых «Навигация и управление движением». - СПБ.: ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор». - 2010. С.125-132.

32. Фёрсман П., Кашвих С., Крюгер Т., Шнеттер П., Вилкенс С.-С. Интегрированная навигационная система на основе МЭМС для адаптивного управления полетом беспилотного аппарата //Гироскопия и навигация. - 2013. -№1. С. 13-18.

33. Щербинин В.В., Кветкин Г.А., Свиязов А.В., Андриенко В.Б.

Навигационное обеспечение системы посадки беспилотных летательных аппаратов //Гироскопия и навигация. - 2013. - №1. С. 19-33.

34. http://www.mriprogress.ru //Официальный сайт НПО «ПРОГРЕСС». Дата обращения 09.12.2016.

35. http://www.teknol.ru //Официальный сайт ООО «ТеКнол». Дата обращения 09.12.2016.

36. Салычев О.С., Воронов В.В. Навигационно-пилотажное обеспечение аэросъемочных работ //Геопрофи. - 2005. - №5. - С. 9-13.

37. Жодзишский П.Ю., Пухватов В.А. Повышение эффективности выполнения аэрогеофизических исследований //Геопрофи. - 2010. - №2. - С. 2325.

38. Аванесов Г.А., Бессонов Р.В., Дятлов С.А. Интегрированные приборы определения параметров движения космического аппарата //2-я Всероссийская научно-техническая конференция «Современные проблемы ориентации и навигации космических аппаратов». Тезисы. - Таруса: ИКИ РАН, 2010. - С. 6-7.

39. Аванесов Г.А., Бессонов Р.В., Куркина А.Н. Опыт использования микромеханических датчиков угловой скорости в составе приборов звездной ориентации //Третья Всероссийская научно-техническая конференция «Современные проблемы ориентации и навигации космических аппаратов». Тезисы. - Таруса: ИКИ РАН, 2012. - С. 10-11.

40. Бессонов Р.В., Дятлов С.А., и др. Особенности построения и функционирования приборов астроориентации БОКЗ со встроенными датчиками угловой скорости //Всероссийская научно-техническая конференция «Современные проблемы ориентации и навигации космических аппаратов». Механика, управление и информатика. Сборник трудов - Таруса: ИКИ РАН, 2008. - С. 32-40.

41. Тимошенков С.П., Кульчицкий А.П. Использование МЭМС-датчиков в подвижных объектах для определения угловой скорости поворота линии визирования //Оборонный комплекс - научно-техническому прогрессу России. -2012. - №3. - С. 93-97.

42. Бурочёнок А. Авиационные противотанковые управляемые ракеты ведущих зарубежных стран //Зарубежное военное обозрение. - 2011. - № 4. -С.64-70.

43. Валецкий О.В. Управляемое авиационное оружие США и НАТО. -Пушкино: Центр стратегической конъюнктуры, 2013. - 154с.

44. Дмитриев В. Новые противотанковые управляемые ракеты для сухопутных войск США //Зарубежное военное обозрение. - 2006. - № 1. - С.40-44.

45. Егоров К. Разработка за рубежом высокоточного оружия на базе неуправляемых авиационных ракет //Зарубежное военное обозрение. - 2009. - № 9. - С.51-54.

46. Зубов В. Американский ракетный комплекс тактического назначения NLOS-LS //Зарубежное военное обозрение. - 2009. - № 11. - С.41-46.

47. Ильин С. Управляемое авиационное оружие малого калибра //Зарубежное военное обозрение. - 2012. - № 12. - С.59-64.

48. Русинов В. Артиллерийские боеприпасы повышенной точности: история, состояние развитие //Зарубежное военное обозрение. - 2012. - № 6. -С.48-53.

49. Русинов В. Артиллерийские боеприпасы повышенной точности: история, состояние развитие //Зарубежное военное обозрение. - 2012. - № 7. -С.44-50.

50. Щербинин Р. Головки самонаведения перспективных зарубежных управляемых ракет и авиабомб //Зарубежное военное обозрение. - 2009. - № 4. -С.64-68.

51. http://www.nanonewsnet.ru //On-line издание NanoNewsNet. Дата обращения 09.12.2016.

52. http://www.topwar.ru // On-line издание «Военное обозрение». Дата обращения 09.12.2016.

53. Авиационные системы радиоуправления. Т. 2. Радиоэлектронные системы самонаведения. / Под ред. А. И. Канащенкова и В. И. Меркулова. - М.: Радиотехника, 2003. - 392с.

54. Авиационные системы радиоуправления. Т. 3. Системы командного радиоуправления. Автономные и комбинированные системы наведения. / Под ред. А. И. Канащенкова и В. И. Меркулова. - М.: Радиотехника, 2004. - 320 с.

55. Авиация ПВО России и научно-технический прогресс. Боевые комплексы и системы вчера, сегодня, завтра / Под редактированием академика Е.А. Федосова. - М.: Дрофа, 2004. - 816с.

56. Ангельский Р.Д. Отечественные противотанковые комплексы: Иллюстрированный справочник. - М: ACT, 2002. - 192с.

57. Грек А. Задумчивое оружие //Популярная механика. - 2006. - №10. - С. 100-103.

58. Зуев В.Е. Распространение видимых и инфракрасных лучей в атмосфере. - М.: Советское радио, 1970. - 496с.

59. Карпенко А.В., Ганин С.В. Отечественные авиационные тактические ракеты. Военно-технический сборник. - СПб.: Бастион, 2000. - 132с.

60. Энциклопедия «Оружие и технологии России. XXI век». Авиационное вооружение и авионика. - М.: Оружие и технологии, 2005. - Т.10. - 783с.

61. Энциклопедия «Оружие и технологии России. XXI век». Боеприпасы и средства поражения. - М.: Оружие и технологии, 2006. - Т.12. - 844с.

62. http://www.kbm.ru //Официальный сайт НПК «КБ машиностроения». Дата обращения 09.12.2016.

63. http://www.kbptula.ru //Официальный сайт ОАО «КБП». Дата обращения 09.12.2016.

64. http://www.kbtochmash.ru //Официальный сайт ОАО «Конструкторское бюро точного машиностроения им. А.Э. Нудельмана». Дата обращения 09.12.2016.

65. http://www.ktrv.ru //Официальный сайт ОАО «Корпорация «Тактическое ракетное вооружение». Дата обращения 09.12.2016.

66. http://www.splav.org //Официальный сайт ОАО «НПО «СПЛАВ». Дата обращения 09.12.2016.

67. Бабичев В., Рабинович В. «КРАСНОПОЛЬ-М2» - высокоточный артиллерийский комплекс нового поколения //Обозрение армии и флота. - 2007. -№4. - С. 18-23.

68. Бабичев В.И., Фимушкин В.С., Горячев О.В., Феофилов С.В., Неклюдов А.И. Методика проектирования аппаратуры наведения, целеуказания и стабилизации в составе беспилотного летательного аппарата //Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 11. Ч. 1. - Тула.: ТулГУ, 2012. - С. 203-212.

69. Доброленский П.Ю., Иванова П.И., Поспелов Г.С. Автоматика управляемых снарядов. - М.: Оборонгиз, 1963. - 543с.

70. Кринецкий Е.И. Системы самонаведения. - М. : Машиностроение, 1970. - 236с.

71. Куротник В.И., Стерлигов В.Л. Самонаведение ракет. - М.: МО СССР.

- 88с.

72. Локк А. С. Управление снарядами. - М.: Государственное издательство физико-математической литературы. 1958. - 776с.

73. Управление и наведение беспилотных маневренных летательных аппаратов на основе современных информационных технологий. / Под ред. М.Н. Красильщикова и Г.Г. Себрякова. - М.: Физматлит, 2003. - 280с.

74. Гуткин Л.С. Принципы радиоуправления беспилотными объектами. -М. : Советское радио, 1959. - 385с.

75. Основы устройства и функционирования артиллерийских управляемых снарядов: Учеб. пособие / В.И. Бабичев, В.В. Ветров, А.В. Игнатов, А.Р. Орлов; Под ред. А.Г. Шипунова. - Тула.: КБП, 2003.

76. Колесников К.С. Динамика ракет. - М.: Машиностроение, 2003. - 520с.

77. Динамическое проектирование систем управления автоматических маневренных летательных аппаратов. / Е.А. Федосов, В.Т. Бобронников, М.Н. Красильщиков, В.И. Кухтенко и др.; Под ред. Е.А. Федосова. - М.: Машиностроение, 1997. - 336с.

78. Бархоткин В.А., Кочетков М.П. Системы автоматического управления. Учебное пособие. Часть 1. - М.: МИЭТ, 2004. - 172а

79. Бранец В.Н., Шмыглевский И.П. Введение в теорию бесплатформенных инерциальных навигационных систем. - М.: Наука. 1992. -280с.

80. Бромберг П.В. Теория инерциальных систем навигации. - М.: Наука, 1979. - 296с.

81. Изерман Р. Цифровые системы управления. - М.: Мир, 1984. - 541с.

82. Ишлинский А.Ю. Классическая механика и силы инерции. - М.: Наука, 1987. - 320с.

83. Ишлинский А.Ю. Механика относительного движения и силы инерции.

- М.: Наука, 1981. - 191с.

84. Ишлинский А.Ю. Ориентация, гироскопы и инерциальная навигация. -М.: Наука, 1976. 672с.

85. Лебедев Д.В., Ткаченко А.И. Системы инерциального управления. Алгоритмические аспекты. - Киев.: Наук.думка, 1991. - 208с.

86. Матвеев В.В. Инерциальные навигационные системы: Учебное пособие. - Тула.: ТулГУ, 2012. - 199с.

87. Ориентация и навигация подвижных объектов: современные информационные технологии / Под редакцией В.С. Алешина, К.К. Веремеенко, А.И. Черноморского. - М.: Физматлит, 2006. - 424с.

88. Основы построения бесплатформенных инерциальных навигационных систем / В.В Матвеев, В.Я Распопов / Под общ. ред. д.т.н. В.Я. Распопова. - СПб.: ГНЦ РФ ОАО «Концерн ЦНИИ «Электроприбор». 2009. - 280с.

89. Распопов В. Я. Системы управления и навигации беспилотными летательными аппаратами //Материалы докладов XIV конференции молодых ученых «Навигация и управление движением. - СПБ.: ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2012. - С.20-36.

90. Фролов В.С. Инерциальное управление ракетами. - М.: Воениздат, 1975.

- 168с.

91. ГОСТ 20058-80. Динамика летательных аппаратов в атмосфере. Термины, определения и обозначения. - М.: Издательство стандартов, 1980. - 52с.

92. Бранец В.Н., Шмыглевский И.П. Применение кватернионов в задачах ориентации твердого тела. - М.: Наука, 1973. - 320с.

93. Кантор И. Л., Солодовников А. С. Гиперкомплексные числа. - 1973. М.: Наука, 1973 г. - 144с.

94. Кинкулькин И.Е. Некоторые вопросы определения угловых параметров в авиационном приемоиндикаторе и оценка точности их измерения //Новости навигации. - 2010. - № 1. - С.27-31.

95. Онищенко С.М. Применение гиперкомплексных чисел в теории инерциальной навигации. Автономные системы. - Киев.: Наук.думка, 1983. -208с.

96. Челноков Ю. Н. Кватернионные и бикватернионные модели и методы механики твердого тела и их приложения. Геометрия и кинематика движения. -М.: Физматлит, 2006. - 512с.

97. Челноков Ю. Н. Кватернионные модели и методы динамики, навигации и управления движением. - М.: Физматлит, 2011.

98. Шалагинов В.М. Алгоритмы вычисления кватерниона по известным значениям матрицы ориентации объекта //Гироскопия и навигация. - 2009. - №2. С. 56-71.

99. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. - М.: Мир, 1978. - 830с.

100. Романюк Ю.А. Основы цифровой обработки сигналов. В 3-х частях. Ч.1. Свойства и преобразование дискретных сигналов: Учебное пособие. - М.: МФТИ, 2005. - 332с.

101. Кузовков Н.Т., Салычев О.С. Инерциальная навигация и оптимальная фильтрация. - М.: Машиностроение, 1982. - 216с.

102. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Высшая школа, 2000. - 462с.

103. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Радио и связь, 1986. - 512с.

104. Фомин В.Н. Рекуррентное оценивание и адаптивная фильтрация. - М.: Наука, 1984. - 288с.

105. Балакришнан А. Теория фильтрации Калмана. - М.: Мир, 1988. -

168с.

106. Браммер К., Зиффлинг Г. Фильтр Калмана-Бьюси. Детермированное наблюдение и стохастическая фильтрация. - М.: Наука, 1982.

107. Синицын И.Н. Фильтры Калмана и Пугачева. - М.: Логос, 2006. -

640с.

108. Kalman R. Bucy R. New Results in Linear Filtering and Prediction Theory // Transactions of the American Society of the Mechanical Engineers. Journal of Basic Engineering, 1961, vol. 83.

109. Дмитриев С.П., Литвиненко Ю.А. Гарантирующая настройка фильтра Калмана при неопределенности параметров модели погрешности навигационных систем //Гироскопия и навигация. - 2005. - №1. - С.57-68.

110. Тупысев В.А., Литвиненко Ю.А. Сравнительный анализ редуцированных фильтров калмановского типа с гарантированным качеством оценивания //Гироскопия и навигация. - 2012. - №2. С. 3-12.

111. Arasaratnam I. Cubature Kalman Filters /I. Arasaratnam, S. Haykin // IEEE Transactions on Automatic Control. - 2009. - Vol. 54. - P. 1254-1269.

112. Kalman R. A. New Approach to Linear Filtering and Prediction Problems // Transactions of the American Society of the Mechanical Engineers. Journal of Basic Engineering, 1960, vol. 82.

113. Шахтарин Б.И. Случайные процессы в радиотехники: Цикл лекций. -М.: Радио и связь, 2000. - 584с.

114. Грант П.М., Коуэн К.Ф.Н., и др. Адаптивные фильтры. - М.: Мир, 1988. C. 12-44.

115. Тимошенков С.П., Кульчицкий А.П. Применение фильтра Калмана в системах навигации и ориентации на основе МЭМС //Оборонный комплекс -научно-техническому прогрессу России. - 2013. - №1. - С. 70-72.

116. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. -М.: Бином. Лаборатория знаний, 2003. - 632с.

117. Гутер Р.С., Овчинский Б.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта. - М.: Наука. 1970. - 432с.

118. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений. - М.: Наука, 1970. - 541с.

119. Румшиский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. - М.: Наука, 1971. - 192с.

120. Тимошенков С.П., Кульчицкий А.П. Расчет угловой скорости поворота линии визирования объекта с помощью фильтра Калмана //Оборонный комплекс - научно-техническому прогрессу России. - 2014. - №2. - С. 68-75.

121. Кульчицкий А.П., Тимошенков А.С., Шепелев С.О. Алгоритм управления движением вращающего по крену МЛА при использовании метода пропорциональной навигации //Оборонный комплекс - научно-техническому прогрессу России. - 2014. - №3. - С. 26-30.

122. Тимошенков С.П., Кульчицкий А.П. Математическая модель управления МЛА с использованием метода пропорциональной навигации в программе МАТЛАБ //Успехи прикладной физики. - 2014. - том. 2, выпуск 2. - С. 189-196.

123. Тимошенков С.П., Кульчицкий А.П. Математическая модель управления МЛА с использованием метода пропорциональной навигации в программе МАТЛАБ //Прикладная физика. - 2014. - Выпуск 2. - С. 81-84.

124. Коновалов А.А., Николаев Ю.В. Внешняя баллистика. - М., ЦНИИ информации, 1979. - 228с.

125. Маркеев А. П. Теоретическая механика: Учебник для университетов. -М.: ЧеРо, 1999. - 572с.

126. Дмитриевский А.А. Внешняя баллистика. - М. Машиностроение, 1991. - 640с.

127. Суслов Г.К. Теоретическая механика. - М. - Л.: ОГИЗ Тех.-Теор. Лит, 1946. - 668с.

128. Уиттекер Э.Т. Аналитическая динамика. - Ижевск.: Удмуртский университет, 1999. - 588с.

Приложение 1. Графики проведенных исследований

П1.1. Графики значений угловой скорости собственных колебаний МЛА.

Угловая скорость коле6. МЛА относительно связ. СК

Время, с.

Рисунок П1.1.1. Графики ук при неупр. движении, 0 <t < 4.2 с.

□ 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Время, с.

Рисунок П 1.1.3. Графики ц/к при неупр. движении, 0 < ? < 4.2 с.

О 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.6 4

Время, с.

Рисунок П1.1.5. Графики Зк при неупр. движении, 0 < ? < 4.2 с.

Угловая скорость колеб. МЛА относительно связ. СК т-1-1-1-1-1-1-

0.9454 0.9456 0.9450 0.946 0.9462 0.9464 0.9466 0.9468 0.94 7 0.9472

Время, с

Рисунок П1.1.7. Графики ошибок фильтра Калмана при неупр. движении, 0 < г < 4.2 с.

Рисунок П1.1.8. Графики ук при неупр. движении, О <t < 4.2 с.

Рисунок П1.1.10. Графики ц/к при неупр. движении, 0 < ? < 4.2 с.

23

22

21

- 20

19

Угловая скорость колеб. МЛА относительно связ. СК

/РК = 1 МИ

■ад. у. ЗЗСи -ад. у. ЭЭС.п ■IV. у. ЭЭС^

>

10

17

16

1.0964

1.0964

1.0965

1.0965 Время, с.

1.0966

1.0966

1 0967

Рисунок П1.1.12. Графики Зк при неупр. движении, 0 < ? < 4.2 с.

Угловая скорость колеб. МЛА относительно связ. СК

1.0692 1.0692 1.0693 1.0694 1.0694 1.0694 1.0695

Время, с.

Точность фильтрации значений ДУСов

Рисунок П1.1.14. Графики ошибок фильтра Калмана при неупр. движении, 0 < г < 4.2 с.

Рисунок П1.1.15. Графики ук при упр. движении, при (р,у =0°,(ри/ -=0°, 0<Г<4.2 с.

Угловая скорость колеб. МЛА относительно с вяз. СК

1.0002 1.0003 1.0003 1.0004 1.0004 1.0006

Время, с.

Рисунок П1.1.16. Графики ук при упр. движении, при (ри- = 0°,(ри- _ = 0°, / е /Л .

со

Рисунок П1.1.17. Графики ц/к при упр. движении, при (ри- =00,(ри/ _ = 0° 0<t <4.2 с.

Угловая скорость колеб. МЛА относительно сняэ. СК

"Г

"Г

"Г

22

21.5

21

20 5

20

19.5

19

18.6

10

17.6

/РК = 1 МИ

и у. БЭС.! иг. у. 3SC.il ■ иг. у. БЭС/Г

_1_

1 0983

1 0984

1 0904 Время, с.

1 0906

1.0905

Рисунок П1.1.18. Графики ц/к при упр. движении, при срьу .. = ()",</?...

О0

Рисунок П1.1.19. Графики Зк при упр. движении, при (р1У у =00 ,(рп, - =0°, 0 < г < 4.2 с.

Угловая скорость колеб. МЛА относительно сняз. СК

Время, с.

Рисунок П1.1.20. Графики Зк при упр. движении, при (ри- у = 0^,(рп, - = 0°, г е В3.

при Рь

Рисунок П1.1.21. Графики ошибок фильтра Калмана при упр. движении, О0 ,Рьу 2 = О0, 0 < I < 4.2 с.

V _ у

Время, с.

Рисунок П 1.1.22. Графики ук при упр. движении, при (р,у у 0<Г<4.2 с.

"5°, Фы

Угловая спорость нолей. МЛА относительно сняз. СК

ЗЭЕ6

3965

„- 3964

™ 3963

о

>

3962

3961

0.9973 0.9976 0.9979 0.9979 0.990

Время, с.

0.990

0.9901

0.9981

Рисунок П1.1.23. Графики ук при упр. движении, при (р1У =-50,<р1¥

г е С1.

Рисунок П1.1.24. Графики ц/к при упр. движении, при <Plv V г=5°,0<г<4.2 с.

Угловая скорость колеб. МЛА относительно связ. СК

1.1007

1 1008 1.1008 Время, с.

1.1008

1 1009

Рисунок П1.1.25. Графики ц/к при упр. движении, при Ply y = -5°, (Ply z = 5°> t е c2 •

-30

= 1 Ми-

0.5

15

2 2.5

Время, с.

3.5

Рисунок П1.1.26. Графики &к при упр. движении, при (р,у у = —5°, - _ = 5° 0 < г < 4.2 с.

23

17

0.Э4ЭЭ

□ .95

Угловая скорость колеб. МЛА относительно свяэ. СК

"Г

"Г

/1к = 1 МИ-

_1_

_1_

0.95

0.9501

0 9501 Время, с.

_1_

1С

■1н.г. ЭБС.! -1ч.т. ЭБС.п ■ и. г. ввСМ

_1_

0.9502 0.9502 0.9503 0.9503

Рисунок П1.1.27. Графики Зк при упр. движении, при (р, у у = —5°, - _ = 5°

/еСЗ.

ГРК = 1 ми

V/. х. ЭЭС-О

Рисунок П1.1.28. Графики ошибок фильтра Калмана при упр. движении,

при Рь

V _ у

с0

"5 Р

50, 0 < г < 4.2 с.

П1.2. Графики значений угловой скорости поворота линии визирования цели.

Угг скорость поворота ЛЕЗ в связанной СК

Рисунок П 1.2.1. График (Ььу (7)| при срьу у =-5°,<рп

-5 .

У гл. скорость поворота ЛВ в связанной СК

Время, с.

2 2.5

Время, с.

Рисунок П 1.2.3. График (Ььу (7)| при срьу у =5°,^,

-5°.

Угп скорость поворота ЛВ в связанной СК

□ л

V 1

-2

=0 :

■ ЗЗС|1

0.5

Рисунок П 1.2.5. График (Ььу (7)| при срьу у =00 ,фьу _ =-2°.

Угп. скорость поворота ЛВ в связанной СК

>

-2

У^у,

= -2°

■ ЗЗС,1

0.5

5

3^

0.5

1.5 2

Время, с.

2.5

3.5

Рисунок П 1.2.7. График (Ььу (7)| при срьу у =-5°,<рьу _ = 0°.

Угл. скорость поворота ЛЕ! в связанной СК

>

0.5

1.5

2 2.5

Время, с.

3.5

-З1-1-

0.5

1.5

2.5

Время, с.

3.5

Рисунок П 1.2.9. График (Ььу (7)| при срьу у =00 ,фьу . =0°.

0.5

1.5

2 2.5

Время, с.

Рисунок П 1.2.11. График при срьу у =5°,(рьу _ =0°.

Угп скорость поворота ЛВ в связанной СК

3 1_=_I_I_I_I_I_I_I_1_

О 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Время, с.

Рисунок П1.2.12. График

«Ы01 ПРИ (Ру, ,.=-2'>;.:. .=2".

Рисунок П 1.2.13. График при срьу у = 0°,^

20.

Угп. скорость поворота ЛВ в связанной СК

2

£ и

а.

§ 1 и

Е

г

\ и/ \\\

I!

Н!

0.5

2 2.5

Время, с.

0.5

1.5

2.5

Время, с.

Рисунок П 1.2.15. График (7)| при (ри

IV _ у

"5°, фц

3.5

5°.

Угл. скорость поворота ЛВ в связанной СК

0.5

1.5

2

Время, с.

2.5

Рисунок П1.2.16. График й^, при срьу у = 0°,^

3.5

5°.

Время, с.

Рисунок П1.2.17. График

«МО| ПРИ <Р:У , , =5".

П1.3. Графики фактического промаха при различной целевой обстановке.

о 7]<=у_|<= 0 £|м/с

о т<=хх<= 0 т град

-5 т < = Оу0<- 5 т град

-5 т <=а10<= 5 • град

Кординаты МЛА относительно цели при фактическом промахе

Кол-во расчетов

Игл 605

пил|100.5| 1566

Статистика

И[м| пр1] я |а.оем|

1=И=2| 254 [1411

2=и=з| не |а.241;|

<=з| 442 | |о.73о;|