Система автоматического управления беспилотным летательным аппаратом по углу рыскания

Система автоматического управления беспилотным летательным аппаратом по углу рыскания содержит регулятор, исполнительное устройство, шесть усилителей, датчик угла рыскания, датчик угловой скорости, два сумматора, дифференциатор, интегратор, соединенные определенным образом. Обеспечивается повышение запаса устойчивости, желаемого качества переходных процессов и астатизма системы. 1 ил.

 

Изобретение относится к области систем автоматического управления нестационарными объектами, а именно к системам управления беспилотным летательным аппаратом (БЛА).

Известна система управления БЛА, содержащая последовательно соединенные регулятор, исполнительное устройство и беспилотный летательный аппарат, вход которого соединен через первый усилитель с первым входом регулятора, выход беспилотного летательного аппарата через датчик угла рыскания соединен со вторым входом регулятора, а через последовательно соединенные датчик угловой скорости и второй усилитель с третьим входом регулятора [Н.Т. Кузовков. Модальное управление и наблюдающие устройства. - М: Машиностроение, 1976. - С. 15-17 (прототип)].

Недостаток известной системы - низкое качество переходных процессов, отсутствие астатизма и запаса устойчивости при изменении параметров БЛА.

Целью изобретения является повышение запаса устойчивости, обеспечение желаемого качества переходных процессов и астатизма системы при изменении параметров БЛА в широком диапазоне.

Предложенное техническое решение отличается тем, что дополнительно содержит два сумматора, три усилителя, дифференциатор и интегратор, вход системы через первый сумматор подключен к четвертому входу регулятора, а через последовательно соединенные третий усилитель, второй сумматор и интегратор - ко второму входу первого сумматора, выход датчика угловой скорости через четвертый усилитель соединен с третьим входом первого сумматора, через последовательно соединенные дифференциатор и пятый усилитель - с четвертым входом первого сумматора, а выход датчика угла рыскания через шестой усилитель соединен со вторым входом второго сумматора.

Суть изобретения поясняется чертежом, на котором приняты обозначения:

1, 2 - первый и второй сумматоры соответственно;

3, 4, 5, 6 - первый, четвертый, пятый и шестой усилители соответственно;

7 - регулятор;

8 - исполнительное устройство;

9 - беспилотный летательный аппарат (объект управления);

10 - датчик угла рыскания;

11 - датчик угловой скорости;

12 - третий усилитель;

13 - дифференциатор;

14 - интегратор;

15 - второй усилитель;

u(t) - управление;

δ(t) - отклонение руля;

F(t) - мультипликативная помеха;

Ψ(t), Ψ3(t) - соответственно текущее и заданное значение угла рыскания.

Входом БЛА является руль управления, а выходом - место установки датчика угла рыскания.

Функционирует система управления БЛА 9 следующим образом. Сигнал задания Ψ3(t) поступает через последовательно соединенные первый сумматор 1, регулятор 7 и исполнительное устройство 8 на вход БЛА 9, параметры которого меняются под действием мультипликативной помехи F(t). Выходной сигнал Ψ(t) измеряется датчиком угла рыскания 10, а угловая скорость угла рыскания - датчиком угловой скорости 11. Затем сигналы с выходов датчика угловой скорости 11, датчика угла рыскания 10 и исполнительного устройства 8 (через первый усилитель) в виде отрицательной обратной связи поступают на соответствующие входы регулятора 7. В результате получается структура основного контура управления системы.

Таким образом, БЛА (беспилотник) 9 является нестационарным объектом управления. При изменении параметров БЛА 9 изменяется вид переходных процессов и запасы устойчивости системы управления.

Чтобы обеспечить устойчивость и заданное (желаемое) качество переходных процессов, а также астатизм системы управления БЛА в нее введены дополнительно первый 1 и второй 2 сумматоры, четвертый 4, пятый 5, третий 12 и шестой 6 усилители, а также дифференциатор 13 и интегратор 14. При этом реализуется неявная эталонная модель (на чертеже не указана), и в целом реализуется грубая система управления БЛА 9, которая обеспечивает независимость качества переходных процессов в системе и устойчивости от изменения параметров БЛА 9. Астатические переходные процессы обеспечиваются в грубой системе управления БЛА 9 в основном интегратором 14 (при условии, что коэффициенты усиления третьего 12 и шестого 6 усилителей равны друг другу). Коррекция запаса устойчивости основного контура управления системы обеспечивается сигналами с выходов усилителей 4, 5, а астатизма-с выхода интегратора 14, которые поступают на входы сумматора 1. Структуры БЛА 9 как объекта управления, исполнительного устройства 8 и регулятора 7 определены в [Н.Т. Кузовков. Модальное управление и наблюдающие устройства. - М.: Машиностроение, 1976. - С. 15-17 (прототип)].

Коэффициенты усиления четвертого 4 и пятого 5 усилителей выбираются так, чтобы удовлетворить теореме Харитонова об интервальной устойчивости [Д.П. Ким. Теория автоматического управления. Т. 1. Линейные системы. - М.: Физматлит, 2007. - С. 113-120] на основе знания диапазонов изменения параметров БЛА 9.

Изобретательский уровень предложенного технического решения подтверждается отличительной частью формулы изобретения.

Технический результат от использования изобретения заключается в улучшении качества переходных процессов, обеспечении астатизма системы и повышении ее запаса устойчивости.

Система автоматического управления беспилотным летательным аппаратом по углу рыскания, содержащая последовательно соединенные регулятор и исполнительное устройство, первый усилитель, соединенный с первым входом регулятора, датчик угла рыскания, соединенный со вторым входом регулятора, а через последовательно соединенные датчик угловой скорости и второй усилитель - с третьим входом регулятора, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит два сумматора, три усилителя, дифференциатор и интегратор, вход системы через первый сумматор подключен к четвертому входу регулятора, а через последовательно соединенные третий усилитель, второй сумматор и интегратор - ко второму входу первого сумматора, выход датчика угловой скорости через четвертый усилитель соединен с третьим входом первого сумматора, через последовательно соединенные дифференциатор и пятый усилитель - с четвертым входом первого сумматора, а выход датчика угла рыскания через шестой усилитель соединен со вторым входом второго сумматора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу автоматизированного управления полетом беспилотного воздушного судна (БВС) в общем воздушном пространстве. Для автоматизированного управления полетом используют бортовую автоматическую систему управления, спутниковую навигационную систему, высокоточные синхронизированные часы, бортовой вычислитель и приемо-передающую радиостанцию для связи с базовой радиостанцией, со стационарным или подвижным пунктами управления.

Группа изобретений относится к системам обеспечения посадки вертолета. В первом варианте система посадки содержит ультразвуковой высотомер, приемник, блок обработки информации и управления, средство отображения, четыре акустических приемника, блок обработки данных, передатчик.

Изобретение относится к области измерительной и регистрирующей техники на железнодорожном транспорте для контроля за работой специальных подвижных составов (СПС).

Изобретение относится к дистанционно управляемой системе. Технический результат заключается в обеспечении координации в цепи контроля и управления с возможностью использования как на земле, так и на борту аппарата интерфейсов и блоков с низким уровнем критичности одновременно с интерфейсами и блоками с более высоким уровнем критичности.

Группа изобретений относится к способу и системе посадки вертолета на корабль. Для посадки вертолета на корабль получают и объединяют навигационную информацию от вертолета и корабля для определения относительного положения вертолета и корабля и скорости между ними, определяют скорость и направление ветра, воздействующего на корабль, параметры его пространственной ориентации, прогнозируют параметры качки, формируют параметры глиссады, вычисляют отклонения глиссады на основе вычисленных параметров.

Изобретение относится к способу построения предварительной прокладки маршрута автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА). Для прокладки маршрута получают и вводят в ЭВМ предварительные параметры гидрометеорологических характеристик и параметры ограничивающих движение факторов, производят вычисление координат и прокладывают маршрут движения, наносят на морскую навигационную карту ограничивающие движение факторы стационарной системой освещения подводной обстановки, наносят сетку прямоугольных координат на внутреннюю рамку карты, совмещают нулевые координаты сетки с верхними левыми координатами карты, выделяют квадраты с абсолютным и временным запретами на прохождение в них АНПА, квадраты с запретом всплытия, вычисляют координаты этих квадратов и вводят их в ЭВМ, выполняют расчет вероятности безопасного прохождения в каждой точке сетки прямоугольных координат, осуществляют обратный переход к географическим координатам, осуществляют предварительную прокладку маршрута АНПА.

Изобретение относится к радиолокационным системам посадки вертолета и может быть использовано при их разработке. Достигаемый технический результат - повышение вероятности обнаружения препятствий в зоне посадки за счет приема эхо-сигналов непосредственно из зоны посадки вертолета независимо от его высоты.

Изобретение относится к транспортным средствам. Транспортное средство содержит источник движущей силы, автоматическую коробку передач и электронный блок управления (ЭБУ) для выполнения первого и второго режима движения.

Система автоматического управления дроном сопровождения водолаза содержит на борту оборудования водолаза гидрофон, два ждущих мультивибратора, логический элемент ИЛИ, счетчик, индикатор, датчик команд, акустический излучатель, генератор импульсов, а на борту дрона его устройство управления содержит акустический излучатель, генератор импульсов, счетчик, RS-триггер, ждущий мультивибратор, логический элемент И, D-триггер, логический элемент ИЛИ, контроллер маршевого движения, четыре многоканальных мультиплексора, четыре регистра, сервоприводы рулевого движителя, движителя глубины, маршевого движителя и поперечного движителя, контроллер динамического позиционирования, датчик векторного нуля, соединенные определенным образом.

Устройство управления движением транспортного средства содержит устройство (50) электроусилителя руля, поворачивающее колесо (5F) транспортного средства (1), устройство (30) рулевого управления с переменным передаточным отношением, способное изменять отношение угла поворота руля (21) и угла поворота рулевого управления для колеса (5F), и устройство управления (10), выполняющее управление автономным движением, которое управляет автономным движением транспортного средства (1).

Изобретение относится к системам управления двигателями. Способ управления мощностью в реальном времени в отношении множества устройств управления двигателем посредством по меньшей мере одного обрабатывающего устройства на компьютерной системе включает определение потребности в силовой нагрузке из первой совокупности двигателей, выбор комбинации устройств управления двигателем для согласования с потребностью в силовой нагрузке, задание первой совокупности общесистемных приоритетов, осуществление настройки схемы переключения питания для соединения первой совокупности двигателей с устройствами управления двигателем, прием запроса мощности для двигателя от управляющего блока, определение назначения приоритета для двигателя, назначение второй совокупности общесистемных приоритетов, определение второй потребности в силовой нагрузке из второй совокупности двигателей, причем второе множество активных двигателей содержит первое множество активных двигателей и первый двигатель, выбор второй комбинации устройств управления двигателем, необходимой для согласования со второй потребностью в силовой нагрузке, и осуществление настройки схемы переключения питания согласно указанной второй совокупности общесистемных приоритетов.

Изобретение относится к способу мониторинга устройства пилотирования воздушного судна, содержащего орган пилотирования и информационную систему электронного управления полетом.

Изобретение относится к способу формирования вспомогательных управляющих сигналов на пробеге самолета. Для формирования вспомогательных сигналов используют управляющие сигналы с датчиков системы измерения параметров полета, вычислительную систему автоматического управления полетом, осуществляют автоматическое дифференциальное управление тормозами колес и секциями интерцепторов по сигналам с концевого выключателя и от скорости раскрутки тормозных колес каждой основной опоры, определяют степень заторможенности колес, контролируют направление бокового смещения относительно оси взлетно-посадочной полосы.

Группа изобретений относится к датчикам подъемной силы летательного аппарата и способу определения доступной подъемной силы. Датчик подъемной силы в одном варианте содержит флюгерный датчик на передней кромке крыла, привод, связанный с флюгерным датчиком, LC-цепь, расположенные определенным образом, процессор.

Система автоматического управления боковым движением самолета при заходе на посадку содержит датчик углового отклонения самолета от оси ВПП, датчик текущего курса самолета, датчик курсового угла ВПП, шесть масштабных блоков, четыре интегратора, девять сумматоров, комплексную систему управления самолетом для отработки заданного угла (КСУ), датчик дальности самолета до наземного курсового радиомаяка (КРМ), датчик скорости полета, датчик угла крена, блок логики, блок идентификации линейного отклонения самолета от курсовой линии, два блока идентификации скорости линейного отклонения самолета от курсовой линии ВПП, четыре фильтра, три блока перемножения сигналов, три коммутатора сигналов, два блока ограничения сигналов по уровню, блок определения знака входного сигнала, датчик заданной скорости приближения самолета к курсовой линии ВПП, два тригонометрических блока, соединенные определенным образом.

Группа изобретений относится к электрическим системам управления полетом для летательного аппарата в двух вариантах. В первом варианте система содержит аэродинамические рули и рукоятку для управления ими, средство управления пилотированием, средство вычисления положения рулей, три главных линии однонаправленной связи средств управления пилотированием.

Изобретение относится к способу формирования адаптивного сигнала управления боковым движением летательного аппарата. Для осуществления способа измеряют углы рыскания и крена, углы отклонения рулевых поверхностей, угловой скорости рыскания, угловой скорости крена, поперечное ускорение, производят идентификацию аэродинамических характеристик летательного аппарата на основе восстановления угла скольжения, произведенного с использованием линейного непрерывного фильтра Калмана-Бьюси и погрешностей измерения поперечного ускорения, угловых скоростей рысканья и крена, корректируют коэффициенты усиления контура управления боковым движением, на основе которых формируют адаптивный сигнал управления боковым движением летательного аппарата.

Дистанционная резервированная система автоматизированного модального управления в продольном канале маневренных пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов содержит ручку пилота/задатчик тангажа, вычислитель автопилота угла тангажа, сервопривод, датчик угла тангажа, ограничитель предельных режимов, датчик угловой скорости тангажа, блок балансировки, вычислитель алгоритма модального управления (ВАМУ), систему воздушных сигналов, датчик линейных ускорений, идентификатор угла атаки, соединенные определенным образом.

Система автоматизированного модального управления в продольном канале летательного аппарата (ЛА) содержит ручку пилота/задатчик тангажа, вычислитель автопилота угла тангажа, сервопривод, датчик угла тангажа, ограничитель предельных режимов, датчик угловой скорости тангажа, блок балансировки, вычислитель алгоритма модального управления (ВАМУ), система воздушных сигналов, соединенных определенным образом.

Система управления в продольном канале пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов содержит радиовысотомер малых высот, систему воздушных сигналов, бесплатформенную инерциальную навигационную систему в составе датчика нормальной перегрузки, датчика угловой скорости тангажа и датчика положения ручки летчика, цифровую систему траекторного управления и модальную систему дистанционного управления, электрогидравлический привод.

Система автоматического управления беспилотным летательным аппаратом по углу рыскания содержит регулятор, исполнительное устройство, шесть усилителей, датчик угла рыскания, датчик угловой скорости, два сумматора, дифференциатор, интегратор, соединенные определенным образом. Обеспечивается повышение запаса устойчивости, желаемого качества переходных процессов и астатизма системы. 1 ил.

Наверх