Управление полетом малоразмерных беспилотных летательных аппаратов без использования информации об углах крена и тангажа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат наук Самарова, Гульназ Гарифяновна
- Специальность ВАК РФ05.13.01
- Количество страниц 183
Оглавление диссертации кандидат наук Самарова, Гульназ Гарифяновна
Оглавление
Введение
Глава 1. Управление боковым движением летательного аппарата при
отсутствии в автопилоте сигнала по углу крена
1.1 Обоснование возможности построения системы автоматического управления (САУ) боковым движением летательного аппарата с одной плоскостью симметрии
при отсутствии информации об угле крена
1.2 Выбор критерия качества работы системы
1.3 Законы управления боковым движением летательного аппарата и выбор их передаточных отношений при полете
со скольжением
1.4 Законы управления боковым движением летательного аппарата и выбор их передаточных отношений при полете без скольжения
1.4.1 Выбор оптимальных передаточных отношений в канале элеронов
1.4.2 Выбор оптимальных передаточных отношений в канале руля направления при решении задачи №1
1.4.3 Выбор оптимальных передаточных отношений в канале руля направления при решении задачи №2
1.4.4 Выбор оптимальных передаточных отношений в канале руля направления при решении задачи №3
Выводы
Глава 2. Управление продольным движением летательного аппарата
при отсутствии сигнала по углу тангажа
2.1 Обоснование возможности построения системы
автоматического управления продольным движением летательного аппарата при отсутствии информации об угле тангажа
2.2 Первый вариант построения системы управления продольным движением без применения позиционного сигнала по углу тангажа
2.3 Второй вариант построения системы управления продольным движением без применения позиционного сигнала по углу тангажа
2.4 Третий вариант построения системы управления продольным движением без применения позиционного сигнала по углу тангажа
Выводы
Глава 3. Управление боковым движением летательного аппарата при
решении задач навигации
3.1 Управление центром масс летательного аппарата в
боковой плоскости при наличии скольжения
3.2 Управление центром масс летательного аппарата в
боковой плоскости при отсутствии скольжения
3.3 Влияние бокового ветра на положение летательного аппарата относительно линии заданного пути при отсутствии в системе управления информации об угле
крена
3.3.1 Влияние бокового ветра на положение центра масс летательного аппарата при наличии угла скольжения в переходных процессах
3.3.2 Влияние бокового ветра на положение центра масс летательного аппарата в боковой плоскости при отсутствии скольжения в переходных процессах
3.3.3 Выбор передаточного отношения по координате z
при отсутствии скольжения в переходных процессах
Выводы
Глава 4. Построение системы управления высотой полета на основе
автомата продольного управления
4.1 Построение и выбор параметров автомата продольного управления летательного аппарата
4.2 Выбор структуры и передаточных чисел контура управления высотой полета
Выводы
Глава 5. Моделирование пространственного движения летального аппарата при отсутствии в автопилоте сигналов по углу
крена и тангажа
5.1 Уравнения нелинейной модели пространственного движения летательного аппарата
5.2 Результаты моделирования
Выводы
Заключение
Список литературы
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», 05.13.01 шифр ВАК
Автопилот легкого самолета без гироскопических датчиков углов ориентации2002 год, кандидат технических наук Ганева, Али Алхаде
Оптимизация системы управления легкого беспилотного летательного аппарата по частотному критерию2011 год, кандидат технических наук Летунов, Дмитрий Александрович
Система автоматического управления посадочным маневром беспилотного летательного аппарата при действии бокового ветра2015 год, кандидат наук Ивашова Наталия Дмитриевна
Информационно-измерительная и управляющая система малоразмерного беспилотного летательного аппарата повышенной точности2013 год, кандидат наук Машнин, Максим Николаевич
Исследование и разработка методов, систем и алгоритмов автоматического управления беспилотными средствами мониторинга2015 год, кандидат наук Вэй Ян Лвин
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Управление полетом малоразмерных беспилотных летательных аппаратов без использования информации об углах крена и тангажа»
Введение
С конца 50-х годов, начала 60-х годов прошлого столетия в СССР, раньше чем за рубежом начались работы по созданию беспилотных летательных аппаратов (БЛА). В 60-80-е годы прошлого века СССР лидировал в создании БЛА. Например, с 1976 по 1989 годы было выпущено 950 реактивных БЛА Ту-143, что до сих пор остается мировым рекордом. Но уже к концу 80-х стало заметно угасание интереса к беспилотной теме, в 90-ых и 2000 годах положение усугубилось. Состояние и область применения БЛА в России достаточно полно освещаются в материалах [1, 2].
Интерес в России к БЛА военного применения вновь возник после анализа военного конфликта на Кавказе 2008 года. В настоящее время в России появилась первая программа по развитию отрасли беспилотников, которая разработана для координации соответствующих мероприятий в госпрограмме вооружения на 2016-2025 годы. Документ делает акцент на создание отечественных технологий, материалов и комплектующих. В частности, в рамках программы планируется создавать новые высокопрочные композиционные материалы для планеров. Они должны отличаться высокими аэродинамическими характеристиками, малым удельным весом и малой заметностью во всем диапазоне длин электромагнитных волн. В рамках программы предусмотрена разработка современных эффективных бортовых систем электроснабжения, высокоточных помехозащищенных навигационных систем с высокой степенью автономности [3].
В 2009 - 2011 г. Министерством обороны были объявлены тендеры, по результатам которых ряд фирм получил контракты на научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию новых типов чисто российских БПЛА, один из которых близок по возможностям к американскому MQ-9 Reaper, разработанному компанией General Atomics [4]. Работы по разработке беспилотных авиационных систем военного назначения ведутся в закрытом режиме, что характерно для всей беспилотной тематики военного назначения.
Гражданская область применения БЛА весьма обширна. Невоенные БЛА используются в таких сферах, как дистанционное зондирование земли, контроль коммуникаций и границ, ретрансляция сигналов, дистанционный контроль нефтегазопроводов и хранилищ, ЛЭП и теплотрасс, железных и автомобильных дорог, лесных массивов и сельскохозяйственных угодий; патрулирование сухопутных и морских границ; вскрытие ледовой обстановки; геологоразведка; цифровая картография; охрана объектов и районов и т.п. Для решения критически важных задач беспилотную технику закупают государственные невоенные структуры, такие как Пограничная служба ФСБ (для спецназа и пограничников) и МЧС. О своем интересе к беспилотной авиационной технике заявили региональные органы лесного хозяйства и органы землеустройства. Негосударственные коммерческие структуры, такие как ОАО «Газпром», ОАО РЖД используют БЛА для решения задач в ходе их служебной и коммерческой деятельности. Техническая политика невоенных заказчиков имеет свои специфические особенности. Как правило, они стремятся приобрести системы простые и дешевые [5].
Таким образом, БЛА находят широкое применение как в военных, так и в гражданских целях. Так, в справочнике, составленном на основе открытых информационных источников, приведены основные данные по 210 БЛА мира, находящихся в стадии разработки, эксплуатации, состоящих на вооружении [6].
Классификация малоразмерных беспилотных летательных аппаратов и легких самолетов авиации общего назначения.
Как известно, существует классификация появившихся многочисленных систем БЛА по основным критериям [7,8]:
- по массе (микро - менее 5 кг, мини - менее 200 кг; и макси - свыше 1000 кг);
- по продолжительности нахождения в воздухе (менее 1 часа, до 3-х часов, до 6 часов, до 12 часов, до 24 часов и более);
- по высоте полета (до 1км, 3км, 9-12 км, а также до 20 км).
Важную роль играет, естественно, и способ управления аппаратом. Здесь есть и теле- и радиоуправляемые системы, совершающие полеты по заранее разработанной программе и в связке с космическими системами навигации. Есть БЛА поля боя, оперативного и фронтового назначения, а также континентального и межконтинентального применения.
Также БЛА различаются способами взлета и посадки. Наиболее распространены старт с наземной пусковой установки, воздушный старт с носителя, а посадка - парашюте. Также возможны взлет и посадка на ВПП.
В связи с расширением круга решаемых задач, за рубежом беспилотные летательные аппараты стали классифицироваться как разведывательные, многоцелевые, боевые и боевого обеспечения.
Таким образом, БЛА применяются для достижения различных целей. Одним из вариантов его применения в интересах министерства обороны является использование БЛА как воздушной мишени. Примером такой мишени может служить воздушная мишень «Дань» М, разработки АО НПО «ОКБ им М.П.Симонова» (г. Казань), который предназначен для тренировки летчиков, операторов авиационных ракетных комплексов перехвата, подразделений зенитной артиллерии, расчетов зенитно-ракетных комплексов. Самолет-мишень «Дань» имитирует самолеты тактической авиации и крылатые ракеты типа «Томагавк» [6].
Цель работы. Актуальность темы диссертации.
Для малоразмерных БЛА система автоматического управления (САУ) является принципиально необходимой системой, без которой управляемый полет невозможен. При этом такие ЛА имеют малые габариты и массу, что накладывает очень жесткие массо-габаритные ограничения на состав бортового оборудования, обеспечивающего полет. При этом время полета может быть достаточно продолжительным, а задачи, решаемые САУ, - достаточно сложными. Поэтому известные САУ не удовлетворяют массо-габаритным ограничениям,
накладываемым спецификой БЛА. Таким образом, разработка САУ новой структуры, предназначенной для управления полетом БЛА, действительно является актуальной задачей.
В настоящее время также широкое применение находят легкие сверхлёгкие самолеты - административные, деловые, частные, вспомогательные, спортивные, санитарные, самолеты сельскохозяйственного назначения, которые называют самолетами общего назначения. Эти самолеты имеют высокие летные характеристики и предназначаются для выполнения непродолжительных полетов. На легких пилотируемых самолетах обычно используются простейшие автопилоты, особенности которых [9, 10]:
- простота конструкции, эксплуатации и обслуживания, позволяющая пользоваться ими широкому кругу лиц, имеющих, зачастую, весьма слабую подготовку;
- низкая стоимость, что обусловлено применением их в частной авиации;
- минимальные массо-габаритные показатели;
- высокая универсальность, допускающая возможность установки на различные типы самолетов.
Существующие в настоящее время автопилоты легких летательных аппаратов (как БЛА самолетной схемы, так и пилотируемых ЛА) имеют, как правило, классическую структуру, с законами управления, содержащими воздействия по углам рыскания, крена и тангажа. Информация об угловом положении летательного аппарата в пространстве получают либо с помощью гироскопических приборов - курсового гироскопа и гировертикали, либо с помощью бесплатформенных инерциальных систем ориентации (БИНСО), построенных на основе сигналов ДУСов и акселерометров и корректируемых с целью повышения точности работы по сигналам спутниковой навигационной системы.
Системы автоматического управления, построенные на основе применения традиционных гироскопических приборов, обладают сравнительно высокой массой, габаритами и стоимостью. В свою очередь системы, построенные на
основе БИНСО не обладают автономностью и в случае исчезновения сигнала спутниковой навигационной системы необходима экстренная посадка летательного аппарата. Более точные БИНСО, способные обеспечить длительный автономный полет, имеют высокую стоимость и не всегда по экономическим соображениям могут быть использованы на легких и сверхлегких самолётах и особенно на БЛА.
В настоящее время существуют системы стабилизации легких летательных аппаратов, использующие в качестве датчиков углового положения современные оптические и электростатические датчики, измеряющие положение летательного аппарата по крену и тангажу [11-13]. Однако этим датчикам присущ общий недостаток, а именно низкая точность стабилизации летательных аппаратов, обусловленная зависимостью показаний от состояния атмосферы и подстилающей поверхности. Кроме того, оптические системы стабилизации неприменимы при плохой освещенности и слабой константности поверхности, при которой плохо просматривается линия горизонта.
Целью диссертационной работы является разработка методики синтеза законов управления автопилота БЛА без использования информации об углах крена и тангажа, обеспечивающего эффективную и многофункциональную работу БЛА при снижении стоимости и массогабаритных характеристик САУ летательного аппарата.
Эта цель достигается решением следующих задач:
- разработкой методики аналитического выбора оптимальных передаточных отношений и параметров фильтров законов управления в боковой канале при полете летательного аппарата со скольжением и без скольжения;
- разработкой методики аналитического выбора оптимальных передаточных отношений и параметров фильтров законов управления продольного канала в режимах управления вертикальной скоростью и высотой полета;
- разработкой методики аналитического выбора оптимальных передаточных отношений и параметров фильтров законов управления при управлении центром масс ЛА в боковой плоскости;
- разработкой методики аналитического выбора оптимальных передаточных отношений и параметров фильтров законов управления продольным движением на основе автомата продольного управления;
- моделированием пространственного движения летательного аппарата с синтезированными законами управления бокового и продольного движений в горизонтальном полете, при разворотах по курсу с оценочными значениями углов крена и .
Автопилоты, обладающие малой массой, часто строят по двухканальной схеме, с воздействием на элероны и руль высоты. С целью удовлетворения вышеприведенным требованиям простейшие автопилоты в своем составе могут не иметь датчики вертикали местоположения летательного аппарата [14]. Так например, двухканальный автопилот КАР-140 [14] американской фирмы Honeywell установленный в 1996 году на борт легкомоторного самолета США Cessna 172R Skyhawk (в настоящее время эксплуатируется и Российской Федерации) показал работоспособность и при отсутствии датчика вертикали. Ему оказались доступны следующие режимы полёта:
- стабилизация заданной вертикальной скорости;
- стабилизация заданной барометрической высоты полета;
- стабилизация угла крена по сигналам указателя поворотов - датчика, реагирующего на угловую скорость су;
- стабилизация угла рыскания по сигналам гирополукомпаса;
- заход на посадку по сигналам курсоглиссадного радиомаяка.
Так как двухканальный автопилот управляет боковым движением самолета только за счет автомата элеронов, то разворот по курсу происходит под действием момента статической устойчивости пути, возникающего от скольжения при крене летательного аппарата. Таким образом, двухканальный автопилот по своему принципу действия не может обеспечить правильный вираж летательного
аппарата. Для этих целей необходим третий канал управления автопилота - канал руля направления. Поэтому в данной работе будет рассматриваться управление боковым движением летательного аппарата с помощью автопилота, имеющего каналы руля направления, элероны и руль высоты.
Схема автопилота КАР-140 показана на рисунке 1.
Следует отметить, что при описании систем управления полетом, как в отечественных, так и в зарубежных источниках часто кроме приборного состава не приводятся законы управления автопилотов по причинам секретности или коммерческой тайны.
Как в двухканальных, так и трёхканальных автопилотах, не имеющих в своем составе гировертикали, принцип действия системы при устранении угла крена основан на взаимосвязи угла крена с угловой скоростью рыскания у летательных аппаратов с одной плоскостью симметрии. Поэтому в этих системах крен летательного аппарата устраняется до тех пор, пока существует сигнал с датчика угловой скорости рыскания , ось чувствительности которого располагается параллельно нормальной оси самолета. Таким образом, для стабилизации угла крена используется косвенная информация об угле крена, содержащаяся в сигнале угловой скорости <оу.
Так, для углов крена летательного аппарата ±300 с достаточной степенью
УшУ о
точности можно считать, что у «--в режиме правильного виража. В случае
разворотов летательного аппарата по курсу с углами крена, превышающими по модулю ±300 , при ограниченных углах тангажа (что действительно в практике имеет место) в канал элеронов вместо сигнала по угловой скорости следует подавать сигнал угловой скорости разворота летательного аппарата по курсу П « 5 1 gn оду ( ^Шу + оу) (на данное предложение получен патент [15]).
Стабилизация высоты полета принципиально возможна с помощью автопилота и без сигнала по углу тангажа на основе сигналов угловой скорости тангажа, отклонения от заданной высоты полета и вертикальной скорости [16]. Но сигнал вертикальной скорости приходится получать либо дифференцированием
сигнала барометрического датчика высоты с последующей его фильтрацией, либо с помощью вариометра, который в динамическом отношении является апериодическим звеном [17]. Таким образом, в обоих случаях при синтезе закона управления рулем высоты сигнал вертикальной скорости следует записывать в законе управления с учетом прохождения его через апериодическое звено, чего нет в литературе [16].
Рисунок 1 - Схема автопилота КАР-140
Таким образом, в обоих случаях при синтезе закона управления рулем высоты сигнал вертикальной скорости следует записывать в законе управления с учетом прохождения его через апериодическое звено, чего нет в литературе [16].
Известны технические решения, которые позволяют управлять только боковым движением летательного аппарата без информации об угле крена [18-20].
Технические решения, которые могут быть положены в основу построения малоразмерных беспилотных летательных аппаратов, а также легких и сверхлегких пилотируемых самолетов отражены в материалах, реализация которых обеспечивает решение пилотажных пространственных задач [15, 21-30].
Выбор метода решения задачи
Системы автоматического управления полетом составляют основную часть бортового оборудования летательных аппаратов. От надежности их работы, точности и качества управления зависит успех выполнения летательными аппаратами летной операции. Поэтому задачи рационального построения систем управления являются сложными и требуют привлечения эффективных научных методов.
Современная теория автоматического управления располагает богатым арсеналом методов построения и выбора оптимальных параметров систем управления. Однако каждый метод, обладающий определёнными достоинствами, имеет и определённые недостатки, затрудняющие его практическое использование. Поэтому разработка на базе методов синтеза систем автоматического управления, эффективных методик и алгоритмов построения систем автоматического управления, их оптимизация по-прежнему остаются актуальной научной задачей.
Эффективность процесса проектирования и наивысшее качество систем стабилизации и управления сложными динамическими объектами могут быть
достигнуты путем применения на начальном этапе проектирования методов и методик аналитического конструирования этих систем.
При выборе оптимальных параметров систем управления широкое распространение получили методы теории автоматического управления, такие как: метод интегральных квадратичных оценок, метод стандартных переходных характеристик, метод логарифмических амплитудно-частотных характеристик.
Для обоснования выбора метода, с помощью которого в диссертации решается задача параметрического синтеза САУ заданной структуры, кратко оценим существующие методы синтеза. При этом кратко остановимся лишь на тех методах, которые могли бы быть использованы при построении САУ предложенной структуры.
В настоящее время разработаны и широко применяются в инженерной практике такие методы синтеза САУ, как метод стандартных коэффициентов [31], метод амплитудно-частотных характеристик [31], метод интегральных квадратичных оценок [31], метод пространства состояний [32-34].
В методе пространства состояний можно выделить два направления, а именно, методы модального управления [35, 36] и методы оптимального управления. К современным методам оптимального управления относятся принцип максимума Понтрягина, метод динамического программирования Беллмана, а также разработанный А. Н. Летовым метод аналитического конструирования оптимального регулятора (АКОР).
Современные методы оптимального управления являются универсальными методами синтеза. Однако, их применение в инженерной практике при расчете реальных систем управления вызывает определенные трудности. Решение задачи в конечном итоге сводится либо к нахождению корней нелинейной системы алгебраических уравнений, либо к интегрированию системы дифференциальных уравнений, число которых равно п(п+1)/2, где п - размерность исследуемой системы.
А. А. Красовским предложен [37,38] вариант разработанного А.Н.Летовым метода аналитического конструирования оптимального регулятора (АКОР). Этот
метод позволяет свести задачу оптимального управления к решению системы линейных алгебраических уравнений и позволяет получить конструктивные результаты, а для некоторых математических моделей объекта - даже общие аналитические решения. Но при этом сохраняется общий недостаток методов АКОР, а именно, трудность обоснованного выбора вида и коэффициентов функционала качества управления. Эффективность данного метода в значительной степени зависит от квалификации и опыта исполнителя. Лишь в отдельных случаях удачного выбора функционала первое решение удовлетворяет практическим требованиям. Обычно после анализа первоначальных результатов приходится корректировать функционал и вновь повторять синтез оптимального регулятора. То есть нельзя рассматривать процесс АКОР как абсолютно автоматический, правильнее смотреть на него как на иттерационный процесс, требующий к тому же высокой квалификации исполнителя.
Применение методов модального управления оправдано, когда хорошо отработана процедура выделения области расположения корней замкнутой системы. В основе этого метода лежит использование стандартных либо выбранных из каких-то качественных требований форм характеристических полиномов. При этом часто применяется теория наблюдающих устройств, которая дает возможность в случае неполной информации восстановить весь вектор состояний объекта, чтобы затем использовать его при синтезе регулятора. Однако, чтобы избежать расширения состава и увеличения сложности бортовой аппаратуры, целесообразно обеспечить желаемое качество регулирования при неполной информации о векторе состояний объекта.
Для оценки качества работы системы «ЛА-САУ» широко используется интегральная квадратичная оценка:
о
где е(1) - ошибка системы, равная разности входного х(() и выходного у() сигналов;
(01)
а( - постоянные коэффициенты.
Качество работы замкнутой системы «ЛА-САУ» определяется интегральной оценкой. Чем меньше ее значение, тем выше качество работы системы и наоборот. Меняя значения коэффициентов а( можно изменять влияние на интегральную оценку производных от ошибки системы. Применение интегральных оценок наталкивается на ряд трудностей, одна из которых связана с тем, что по значению интегральной оценки нельзя судить о показателях качества и точности работы системы, другая - с вычислением интеграла.
Достоинство метода интегральных квадратичных оценок заключается ввиду их наглядности в физической интерпретации и возможности представления конечных результатов для некоторых задач аналитическими расчётными соотношениями. К методам интегральных квадратичных оценок можно отнести и методы, основанные на применении функционалов в виде интегралов от полной энергии возмущенного движения замкнутой системы.
Успех получения аналитического решения методом минимизации интегральных квадратичных оценок зависит как от сложности математического описания объекта и регулятора, так и от сложности самой интегральной квадратичной оценки. Поэтому известные аналитические решения были получены в случаях применения простейшей интегральной квадратичной оценки. Поскольку размерность содержательных задач управления, как правило, достаточно велика, а расчеты на базе минимизации интегральных квадратичных оценок требуют значительных временных затрат, то этот метод ориентирован главным образом на решение с помощью ЭВМ. Кроме того, решение, полученное для оптимальных передаточных чисел с помощью метода интегральных квадратичных оценок для какой либо системы, не универсально, т.к. его невозможно распространить на другие системы, имеющие аналогичного вида передаточные функции по регулируемой координате, в силу того, что содержание решения определятся структурами объекта и регулятора, а не самой передаточной функцией.
Метод ЛАХ, который по существу является графо-аналитическим и ориентирован в основном на использование последовательных корректирующих устройств, применим лишь в случаях синтеза несложной САУ, структурная схема которой может быть приведена к одноконтурной схеме с главной обратной связью.
В основе метода стандартных коэффициентов лежит использование стандартных характеристических полиномов [31, 35, 36], таких, как биномиальные стандартные формы, стандартные формы Баттерворта, стандартные формы, получающиеся в результате минимизации функционалов вида
3 = | г\в(г)\й, (02)
или
3 = |\в2(1) й, (03)
о
где е(г) - ошибка регулирования, и т.п.
Однако биномиальные формы для многих технических приложений нельзя считать оптимальными в силу относительно медленного протекания переходных процессов по регулируемой координате. Наоборот, стандартные формы Баттерворта, а также стандартные формы, минимизирующие функционалы (02) и (03), обеспечивают протекание переходных процессов, обладающих большой колебательностью, которая к тому же возрастает с ростом размерности исследуемой системы. Таким образом, данный метод не является универсальным, но может служить отправной точкой для определения параметров САУ.
Метод стандартных переходных характеристик, так как в их основе лежит использование стандартных характеристических полиномов, во многих случаях существенно упрощает задачу выбора параметров систем управления, удовлетворяющих наперёд заданному качеству процесса регулирования. Выбор стандартного характеристического полинома предопределяет в замкнутой
о
системе характер переходного процесса (апериодический или колебательный) и его длительность, на которую можно воздействовать выбором значения среднегеометрического корня. Однако при выбранном полиноме отсутствует возможность воздействия на относительный коэффициент затухания переходного процесса. В практике проектирования систем автоматического управления желательно гибкое воздействие на показатели переходного процесса. Такое воздействие на показатели переходного процесса не обеспечивает каждый в отдельности из известных в теории автоматического управления стандартных характеристических полиномов. К тому же известные стандартные характеристические полиномы не позволяют осуществлять синтез одноканальных систем управления с неполной информацией, а при синтезе систем управления подвижных объектов, описываемых дифференциальными уравнениями высоких порядков, передаточные числа регулятора имеют большие абсолютные значения, труднореализуемые на практике.
Начиная с 1976г. в работах [39-44] появились новые оптимальные характеристические полиномы, полученные на основе минимизации сложных интегральных квадратичных оценок. Причем, некоторые из известных стандартных форм характеристических полиномов, полученные в результате минимизации оценки (03), являются их частным случаем.
Математическая формулировка задачи параметрической оптимизации, рассмотренная в вышеназванных работах, включает в постановку задачи условия устойчивости, а также ограничения, учитывающие дополнительные технические требования, предъявляемые к системе управления, и позволяет свести задачу нелинейного программирования к частной задаче выпуклого программирования -геометрического программирования [45]. Геометрическое программирование занимается оптимизацией специального вида функций - позиномов. При этом решение во многих случаях удается довести до аналитических зависимостей, а конечные результаты удобны в практическом использовании.
Таким образом, в данной диссертационной работе при выборе оптимальных передаточных отношений будем пользоваться оптимальными
характеристическими полиномами, доставляющими минимум сложным интегральным квадратичным оценкам и позволяющим при использовании оптимальных характеристических полиномов выбрать весовые коэффициенты интегральных квадратичных оценок в соответствии с представлением конструктора о желаемом переходном процессе, которую он хотел бы реализовать в реальной системе «ЛА-САУ».
Похожие диссертационные работы по специальности «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», 05.13.01 шифр ВАК
Разработка математических моделей, методов и средств исследования аэродинамики, динамики полета и систем автоматического управления свободнолетающих динамически подобных моделей2018 год, кандидат наук Белоконь Сергей Александрович
Синтез автопилота беспилотного летательного аппарата заданного класса на основе многоуровневой системы критериев оптимальности2008 год, кандидат технических наук Фролова, Людмила Евгеньевна
Аналитическое конструирование систем автоматического управления боковым движением среднемагистрального самолета с учетом упругости крыла2019 год, кандидат наук Нгуен Тхань Шон
Методы построения систем автоматического управления полетом беспилотных летательных аппаратов с ограничением траекторий и предельных параметров движения2018 год, кандидат наук Неугодникова Любовь Михайловна
Аналитическое конструирование многовариантных оптимальных законов управления продольным короткопериодическим движением среднемагистрального пассажирского самолета2008 год, кандидат технических наук Хоанг Минь Дак
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Самарова, Гульназ Гарифяновна, 2016 год
Список литературы
1 Бесчеловечные машины. Коммерсантъ. Приложение к газете «Коммерсантъ» № 151 (3235) от 16.08.2005.
2 Обзор российских беспилотных летательных аппаратов. Радиокомания «Вектор». Чистополь. 2009.
3 Первая комплексная программа по развитию беспилотников создана в России http://tass.ru/armiya-i-opk/1975599.
4 Беспилотная авиация: терминология, классификация, современное состояние /Владимир Станиславович Фетисов, Любовь Михайловна Неугодникова, Владимир Владимирович Адамовский, Роман Анатолиевич Под редакцией В. С. Фетисова Уфа 2014 http://coollib.eom/b/322192/read.
5 «Беспилотные летательные аппараты и технологическая модернизация страны» Геннадий Трубников, ЗАО «Транзас», Владимир Воронов, ФНПЦ «НефтеГазАэроКосмос» http: //www.uav.ru/articles/tech_modern.pdf.
6 Беспилотные летательные аппараты мира. Справочник/ Под.ред. Н.Н.Новичкова. АРМС-ТАСС. Информационное агентство. М.:2011.-466 с.
7 Зарубежные дистанционно-пилотируемые летательные аппараты (ДПЛА) в
1978-1979 гг / По материалам иностранной печати // ЦАГИ. ОНГИ. Обзоры № 578. - 1980. - 80 с.
8 Зарубежные дистанционно-пилотируемые летательные аппараты (ДПЛА) в
1979-1981 гг / По материалам иностранной печати // ЦАГИ. ОНГИ. Обзоры № 614. - 1982. - 102 с.
9 Бородин В.Т., Рыльский Г.И. Управление полетом самолетов и вертолетов. - М.: Машиностроение, 1972. - 242 с.
10 Бородин В.Т., Рыльский Г.И. Пилотажные комплексы и системы управления самолетов и вертолетов. - М.: Машиностроение, 1978. - 242 с.
11 Патент США № 3868074, кл.244-77Я, 1975.
12 Патент США № 3866859, кл. 244-77R, 1975.
13 Патент Франции № 2278058, кл. G01 c 21/00, 1975.
14 Руководство по техническому обслуживанию самолета CESSNA 172 R SKYHAWK/ 172 S SKYHAWK SP. CESSNA ATEXTRON Company. Том 2.
15 Патент РФ на изобретение № 2262730 от 26.07.2004. Устройство управления боковым движением летательного аппарата/ ОАО «Опытно-конструкторское бюро «Сокол»; авт.изобрет. А.В. Гомзин, Л.Г.Романенко, С.В.Зайцев, Г.Г.Самарова.
16 Михалев И.А. и др. Системы автоматического управления самолетов. Методы анализа и расчета. М.: Машиностроение, 1971. - 564 с.
17 Браславский Д.А. Приборы и датчики летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1970. - 392 с.
18 АС № 1802357 (СССР) от 9.10.92. Автопилот / КАИ; авт.изобрет. Л.Г.Романенко, С.В.Филюнин, Н.А.Шилова.
19 АС № 1825746 (СССР) от 13.10.92. Система управления боковым движением беспилотного малоразмерного летательного аппарата/ КАИ; авт.изобрет. Л.Г.Романенко, С.В.Филюнин, Н.А.Шилова.
20 АС № 1826781 (СССР) от 13.10.92. Автомат устойчивости беспилотного малоразмерного летательного аппарата/ КАИ /ММЗ им.П.О.Сухого;; авт.изобрет. Э.Ю.Кузьмина, В.В.Куманин, Л.Г.Романенко, С.В.Филюнин, Н.А.Шилова.
21 Романенко Л.Г., Зайцев С.В., Самарова Г.Г. Автопилот для управления боковым движением малоразмерного дистанционно-пилотируемого летательного аппарата. Материалы Всероссийского семинара, посвященного восьмидесятилетию Скимеля Виктора Николаевича «Аналитическая механика, устойчивость и управление движением». Министерство образования и науки РФ,
Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева. Казань. 2005. С.65-67.
22 Патент РФ на изобретение № 2289838 от 20.12.2006. Способ управления боковым движением летательного аппарата / Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева, авт. изобрет. Л.Г.Романенко, С.В.Зайцев, Г.Г.Самарова.
23 Патент РФ на изобретение № 2289839 от 20.12.2006. Устройство управления боковым движением летательного аппарата / Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева, авт. изобрет. Л.Г.Романенко, С.В.Зайцев, Г.Г.Самарова.
24 Патент РФ на изобретение № 2292068 от 20.01.2007. Способ управления дистанционно-пилотируемым летательным аппаратом / Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева, авт. изобрет. Л.Г.Романенко, С.В.Зайцев, Г.Г.Самарова.
25 Патент РФ на изобретение № 2292069 от 29.01.2007. Устройство управления дистанционно-пилотируемым летательным аппаратом / Казанский государственный технический университет им. А.Н.Туполева, авт. изобрет. Л.Г.Романенко, С.В.Зайцев, Г.Г.Самарова.
26 Романенко Л.Г., Самарова Г.Г., Зайцев С.В. Управление боковым движением летательного аппарата с одной плоскостью симметрии без информации об угле крена. Труды Х Международной Четаевской конференции. Аналитическая механика, устойчивость и управление. Том 3, Управление Часть II. Казань. 2012. С.302-312.
27 Романенко Л.Г., Самарова Г.Г., Зайцев С.В. Управление боковым движением летательного аппарата с одной плоскостью симметрии // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. 2012. № 2. С. 260-267.
28 Дегтярев Г.Л., Романенко Л.Г., Зайцев С.В., Самарова Г.Г. Принципы построения систем управления летательными аппаратами без использования датчиков углов крена и тангажа. Сборник тезисов докладов. Международная научно техническая конференция. Научно технические проблемы построения систем и комплексов землеобзора, дозора и управления и комплексов с беспилотными летательными аппаратами. ОАО «Концерн «Вега». - М.: 2013. С.66-67.
29 Романенко Л.Г., Самарова Г.Г., Романенко А.Г. Управление боковым движением летательного аппарата при отсутствии в автопилоте сигнала по углу крена.// Изв.вузов. Авиационная техника. 2014. №2. С. 19-23.
30 Романенко Л.Г., Самарова Г.Г., Романенко А.Г. Управление продольным движением летательного аппарата при отсутствии в автопилоте сигнала по углу тангажа.// Изв.вузов. Авиационная техника. 2015. №2. С. 25-29.
31 Бесекерский В.А., Попов Е.А. Теория систем автоматического регулирования. Изд-во «Наука». - М.: 1972. 768с.
32 Белман Л. Динамическое программирование. М.: Иностранная литература, 1960. - 400 с.
33 Летов А.М. Динамика полета и управления. - М.: Наука, 1969. - 360 с.
34 Болтянский В.Г., Гамкремидзе Р.В., Понтрягин Л.С. Математическая теория оптимальных процессов. - М.: Наука, 1976. - 392 с.
35 Кузовков Н.Т. Модальное управление и наблюдающие устройства. - М.: Машиностроение, 1976. - 304 с.
36 Кузовков Н.Т. Системы стабилизации летательных аппаратов. - М.: Высшая школа, 1976. - 304 с.
37 Красовский А.А. Аналитическое конструирование контуров управления летательными аппаратами. - М.: Машиностроение, 1969. - 24 с.
38 Красовский А.А. Системы автоматического управления полетом и их аналитическое конструирование. - М.: Наука, 1973. - 558 с.
39 Романенко Л.Г. Приложение геометрического программирования к задачам минимизации квадратичных интегральных оценок в системах регулирования третьего порядка// Изв.вузов. Авиационная техника. - 1976. - №2. - С.89-95.
40 Романенко Л.Г. Об одном методе интегральных квадратичных оценок // Изв.вузов. Авиационная техника. - 1977. - №2. - С. 104-111.
41 Романенко Л.Г. О поиске минимума интегральных квадратичных оценок// Изв.вузов. Авиационная техника. - 1978. - №4. - С.124-129.
42 Романенко Л.Г. К выбору характеристического полинома передаточной функции замкнутой системы на базе минимизации интегральных квадратичных оценок// Изв.вузов. Авиационная техника. - 1979. - №4. - С.70-76.
43 Романенко Л.Г. Определение оптимального характеристического полинома в системах автоматического управления// Изв.вузов. Авиационная техника. - 1982.
- №3. - С.75-90.
44 Романенко Л.Г. Проектирование систем управления полетом летательных аппаратов. Изд-во «Магариф». - Казань. 2004. - 180 с.
45 Даффин Р., Питерсон Э., Зенер К. Геометрическое программирование. - М.: Мир, 1972. - 311 с.
46 Белогородский С.Л. Автоматизация управления посадкой самолета. - М.: Транспорт, 1972. - 352 с.
47 Чанг, Шелдонг С.Л. Синтез оптимальных систем автоматического управления.
- М.: Машиностроение, 1974. - 440 с.
48 Михалев И.А., Окоемов Б.Н., Чикулаев М.С. Системы автоматического управления самолетом. - М.: Машиностроение, 1987. - 240 с.
49 Доброленский Ю.П., Иванова В.И., Поспелов Г.С. Автоматика управляемого снаряда. - М.: Оборонгиз, 1963. - 548 с.
50 Боднер В.А. Системы управления летательного аппаратами. - М.: Машиностроение, 1973. - 504 с.
51 Бортовые системы управления полетом\ Под ред. Ю.В.Байбордина. - М.: Транспорт, 1975. - 336 с.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.