Устройство управления механизмом триммерного эффекта маневренного самолета



Устройство управления механизмом триммерного эффекта маневренного самолета
Устройство управления механизмом триммерного эффекта маневренного самолета
Устройство управления механизмом триммерного эффекта маневренного самолета
Устройство управления механизмом триммерного эффекта маневренного самолета
Устройство управления механизмом триммерного эффекта маневренного самолета

Владельцы патента RU 2719610:

Акционерное общество "Российская самолетостроительная корпорация "МиГ" (АО "РСК "МиГ") (RU)

Изобретение относится к области систем управления самолетом и предназначено для обеспечения работы механизма триммерного эффекта (МТЭ) при взаимодействии ручного и автоматического управления. Изобретение позволяет повысить надежность механизма триммерного эффекта маневренного самолета за счет увеличения срока службы вследствие сокращения частоты коммутации исполнительного электродвигателя, обеспечить устойчивую работу при работе в следящем контуре при одновременном обеспечении приемлемых точностных характеристик. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области систем управления самолетом и предназначено для обеспечения работы механизма триммерного эффекта (МТЭ) при взаимодействии ручного и автоматического управления.

Известно, что «при работе автоматического управления необходимо согласование ручки управления с сигналом системы дистанционного управления, идущим на рулевой привод совместно с сигналом автоматического управления, т.к. в противном случае при отключении автоматики получится заброс по перегрузке» (Оболенский Ю.Г. Управление полетом маневренных самолетов. М., филиал Воениздат, 2007 г., 480 с.. с. 327). В этой же работе с учетом этого обстоятельства подробно рассмотрены особенности взаимодействия ручного и автоматического управления самолетом при их чередовании (с. 325÷333, рис. 6.10, 6.11, 6.12, 6.13). Во всех указанных вариантах перехода управления самолетом из режима ручного управления в автоматический режим МТЭ оказывается включенным в следящий контур регулирования так, как это показано на фиг. 2.

Работа МТЭ в следящем режиме сопряжена с рядом особенностей:

- основным узлом МТЭ является электродвигатель постоянного тока, перемещающий через редуктор и выходной шток пружину загрузочного механизма (ЗМ) и ручку управления самолетом (РУС);

- управление электродвигателем осуществляется реверсивно с постоянной (фиксированной) скоростью перемещения штока МТЭ с помощью блока усилителя мощности (БУМ);

- в редукторе МТЭ, в узлах крепления МТЭ с корпусом самолета, в местах стыковки МТЭ с ЗМ и соединения ЗМ с РУС имеются люфты, увеличивающиеся по мере эксплуатации;

- электродвигатель МТЭ должен включаться в работу как можно реже исходя из необходимости экономии рабочего ресурса;

- электродвигатель обладает определенными динамическими характеристиками, влияющими на устойчивость и динамику следящего контура управления МТЭ в целом.

С учетом этих особенностей устройство управления (УУ) механизмом триммерного эффекта должно обеспечивать как устойчивость, так и приемлемые статические и динамические характеристики следящего контура в условиях действия люфтов, наличия релейной скоростной характеристики электродвигателя и его динамических свойств.

Известные и распространенные на практике устройства управления электродвигателями постоянного тока используют схемы импульсного регулирования (Крымов Б.Г., Рабинович Л.В., Стеблецов В.Г. Исполнительные устройства систем управления летательными аппаратами, М.: Машиностроение, 1987, 264 с., с. 166÷171, рис. 4.4, рис. 4.5, рис. 4.7). Их реализация достаточно сложна, а принципиально свойственный им непрерывный импульсный режим включения/выключения электродвигателя снижает ресурс его работы.

Пониженной частотой включения/выключения отличается устройство управления исполнительным блоком интегрального типа (аналог МТЭ), представленная в патенте RU 2380279. Данное устройство управления МТЭ используется на самолетах «МиГ», но схема его излишне усложнена и обладает, как будет показано ниже, невысокой точностью слежения за входным сигналом автоматического управления.

Целью изобретения является упрощение структуры УУ при одновременном обеспечении приемлемой точности отслеживания входного сигнала в следящем контуре и экономии располагаемого ресурса работы МТЭ за счет снижения частоты коммутации напряжения на электродвигатель.

Техническим результатом заявляемого устройства управления механизмом триммерного эффекта маневренного самолета является его упрощение, повышение надежности за счет увеличения срока службы вследствие сокращения частоты коммутации исполнительного электродвигателя, обеспечение устойчивой работы при работе в следящем контуре при одновременном обеспечении приемлемых точностных характеристик.

Технический эффект достигается тем, что заявляемое устройство управления механизмом триммерного эффекта содержит нелинейный блок с зоной нечувствительности и ограничением сигнала по величине, вход которого является входом устройства, блок временного запаздывания, блок логики и двухпозиционный ключ, выход которого является выходом устройства, при этом выход нелинейного блока соединен со входами блока временного запаздывания, блока логики и с нормально-разомкнутым контактом ключа, нормально-замкнутый контакт ключа подключен к выходу блока временного запаздывания, а управляющий вход ключа соединен с выходом блока логики. Блок логики при нахождении сигнала на выходе нелинейного блока в зоне нечувствительности коммутирует выход ключа с нормально-разомкнутым контактом, а при выходе сигнала на выходе нелинейного блока из зоны нечувствительности - с нормально-замкнутым контактом.

Сущность изобретения поясняется графическими изображениями:

на фиг. 1 представлена блок-схема заявляемого устройства;

на фиг. 2 изображена блок-схема образования следящего контура управления МТЭ;

на фиг. 3 показана блок-схема включения заявляемого устройства в следящий контур управления МТЭ;

на фиг. 4 представлены графики процессов отработки синусоидального входного сигнала с устройством, использующим принцип импульсного регулирования (график а)), с заявляемым устройством (график б)) и с устройством, представленным в патенте RU 2380279 (график в)).

На фиг. 1÷4 использованы следующие обозначения:

1 - нелинейный блок с зоной нечувствительности и ограничением сигнала по величине;

2 - блок логики;

3 - блок временного запаздывания;

4 - двухпозиционный ключ,

Δ - величина зоны нечувствительности нелинейного блока 1;

U1 - уровень ограничения сигнала на выходе нелинейного блока 1;

УУ - устройство управления МТЭ;

БУМ - блок усиления мощности;

МТЭ - механизм триммерного эффекта с электродвигателем постоянного тока, редуктором и линейно перемещающимся выходным штоком;

ϕавт - сигнал автоматики, подлежащий отслеживанию перемещения РУС с помощью МТЭ;

РУС - ручка управления самолетом;

ХРУС - перемещение ручки управления самолетом;

Uвх=(ϕавтРУС) - сигнал на входе в УУ механизмом триммерного эффекта;

ЗМ - загрузочный механизм ручки управления самолетом;

ХМТ - перемещение штока МТЭ;

ΔХЛ - перемещение ручки управления самолетом летчиком;

РП - рулевой привод;

ϕст - отклонение стабилизатора (руля высоты).

Работу заявляемого устройства управления механизмом триммерного эффекта маневренного самолета рассмотрим при «наиболее характерном для электропривода синусоидальном входном воздействии» (Крымов Б.Г., Рабинович Л.В., Стеблецов В.Г. Исполнительные устройства систем управления летательными аппаратами, М.: Машиностроение, 1987, 264 с, с. 166). При наличии управляющего сигнала на входе нелинейного блока 1, когда |Uвх|>Δ блок логики 2 формирует на своем выходе сигнал, переводящий ключ 4 в нижнее замкнутое положение. Благодаря этому на выход УУ поступает сигнал с выхода блока временного запаздывания 3, представляющий собой сигнал U1 с выхода нелинейного блока с определенной задержкой по времени. Сигнал U1 поступает далее в БУМ, с его помощью далее включается в работу электродвигатель и выходной шток МТЭ перемещается с постоянной скоростью. Направление перемещения штока МТЭ зависит от знака сигнала U1, т.е. от знака сигнала Uвх. В том случае, когда |Uвх|≤Δ блок логики 2 формирует на своем выходе сигнал, переводящий контакты ключа 4 в верхнее замкнутое положение. Сигнал на выходе УУ становится в этом случае равным нулю и перемещение штока МТЭ прекращается. Таким образом, шток МТЭ перемещается в случае превышения величины сигнала на входе УУ назначенной зоны нечувствительности Δ и останавливается в противном случае. Величина зоны нечувствительности Δ в нелинейном блоке 1 и время задержки прохождения сигнала в блоке 3 определяются из условия обеспечения устойчивости следящего контура управления МТЭ в целом с учетом наличия люфтов в механических узлах крепления МТЭ с загрузочным механизмом и ручкой управления самолетом, релейного управления скоростью вращения вала электродвигателя и особенностей динамических свойств конкретного типа электродвигателя.

На фиг. 4 представлен анализ процессов в следящем контуре управления МТЭ с различными вариантами реализации УУ при синусоидальном входном сигнале вида ϕавт=5 Sin (0,628t):

- на фиг. 4а) - с УУ, использующим принцип импульсного регулирования;

- фиг. 4б) - с использованием заявляемого к патентованию УУ;

- фиг. 4в) - с УУ, выполненным в соответствии с патентом RU 2380279.

Анализ процессов, представленных на фиг. 4а) свидетельствует, что сигнал ХРУС отслеживает входной сигнал ϕавт с приемлемой точностью, но с достаточно высокой частотой включений/выключений в работу электродвигателя МТЭ, что снижает срок его эксплуатации при назначенном производителем ресурсе.

Процессы в следящем контуре управления МТЭ с УУ, выполненным в соответствии с патентом RU 2380279 (фиг. 4в), наоборот, отличаются низкой частотой включений/выключений в работу электродвигателя, но ХРУС отслеживает входной сигнал ϕавт с недостаточной точностью.

Характер процессов в следящем контуре управления МТЭ с использованием заявляемого к патентованию УУ свидетельствует, что ХРУС отслеживает входной сигнал ϕавт с приемлемой точностью и с низкой частотой включений/выключений в работу электродвигателя МТЭ, т.е. УУ удовлетворяет предъявляемым требованиям к работе МТЭ в следящем контуре управления..

Следящий контур управления МТЭ с использованием заявляемого к патентованию УУ прошел проверку в летных испытаниях с положительной оценкой и принят к использованию на самолетах МиГ.

1. Устройство управления механизмом триммерного эффекта маневренного самолета, содержащее нелинейный блок с зоной нечувствительности и ограничением сигнала по величине, вход которого является входом устройства, блок временного запаздывания, блок логики и двухпозиционный ключ, выход которого является выходом устройства, при этом выход нелинейного блока соединен со входами блока временного запаздывания, блока логики и с нормально-разомкнутым контактом ключа, нормально-замкнутый контакт ключа подключен к выходу блока временного запаздывания, а управляющий вход ключа соединен с выходом блока логики.

2. Устройство управления механизмом триммерного эффекта маневренного самолета по п. 1, отличающееся тем, что блок логики при нахождении сигнала на выходе нелинейного блока в зоне нечувствительности коммутирует выход ключа с нормально-разомкнутым контактом, а при выходе сигнала на выходе нелинейного блока из зоны нечувствительности - с нормально-замкнутым контактом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и транспорта и может быть использовано в электрическом подвижном составе с импульсными преобразователями для регулирования скорости тягового электродвигателя в режимах пуска и электрического торможения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах широкого класса изделий в качестве электропривода постоянного тока при автономном источнике электроэнергии ограниченной мощности, например, в служебных системах космических аппаратов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электродвигателями постоянного тока. .

Изобретение относится к области электротехники, а более конкретно к устройствам питания электромагнитных приводов постоянного тока, включаемых в цепь однофазного переменного тока, может быть использовано в устройствах промышленной автоматики, устройствах удерживающего действия и др.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для ограничения тока якоря при пуске электроприводов постоянного тока включением последовательно с якорем резистора с последующим его шунтированием.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приводах общепромышленных механизмов, Целью изобретения является повышение точности и плавности управления запуском электродвигателя постоянного тока.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в различных устройствах автоматики с изменяющимися режимами пуска электродвигателя. .

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству. Способ соединения электронного компонента с сельскохозяйственным орудием, выполненным с возможностью осуществления сельскохозяйственной операции, включает этапы: обеспечения электронного компонента, имеющего идентификатор типа компонента, включающий информацию, которая идентифицирует электронный компонент и информацию, относящуюся к возможностям электронного компонента; обеспечения сеялки, имеющей множество гнезд для высевающих секций и ведущий модуль, и электронную линию связи, выполненную с возможностью соединения электронного компонента с сельскохозяйственным орудием; автоматического обнаружения электронного соединения от электронного компонента посредством электронной линии связи; передачи идентификатора типа компонента в ведущий модуль для идентификации подключенного электронного компонента и возможностей электронного компонента для выполнения по меньшей мере одной сельскохозяйственной операции; и подачи рабочих команд электронному компоненту по меньшей мере частично на основе идентификатора типа компонента.

Изобретение относится к модульным системам штекерного соединителя. Технический результат заключается в обеспечении обратной совместимости шинной системы, предотвращая ошибки передачи и контактирования системы шин данных.

Изобретение относится к области вычислительной техники, к устройствам для программного управления. Техническим результатом изобретения является создание способа эмуляции EEPROM-памяти в flash-памяти с увеличенным быстродействием.

Изобретение относится к области связи. Технический результат - облегчение получения и использования различных видов информации каждого устройства HDMI в кластере HDMI.

Изобретение относится к обработке цифровых данных с помощью устройств, предназначенных для использования в системах глобального мониторинга и управления энергоресурсами на основе IoT-технологии.

Изобретение относится к электронным вычислительным устройствам. Технический результат направлен на расширение арсенала средств того же назначения.

Изобретение относится к майнингу криптовалюты. Технический результат заключается в расширении арсенала средств того же назначения.

Изобретение относится к устройствам обработки информации. Технический результат заключается в обеспечении устройства обработки информации для управления воспроизведением содержимого с помощью множества устройств воспроизведения, соединённых с сетью.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей.

Изобретение относится к шинным системам абонентских станций. Техническим результатом является расширение арсенала технических средств.

Группа изобретений относится к способу и устройству управления полетом беспилотного летательного аппарата (БПЛА), содержащего такое устройство управления. Для управления полетом БПЛА определяют маршрут полета, принимают сигнал от устройства дистанционного управления, преобразуют его в регулируемый параметр полета БПЛА, формируют регулируемый параметр для корректирования полета определенным образом, выполняют полетное задание для движения по маршруту.

Изобретение относится к области систем управления самолетом и предназначено для обеспечения работы механизма триммерного эффекта при взаимодействии ручного и автоматического управления. Изобретение позволяет повысить надежность механизма триммерного эффекта маневренного самолета за счет увеличения срока службы вследствие сокращения частоты коммутации исполнительного электродвигателя, обеспечить устойчивую работу при работе в следящем контуре при одновременном обеспечении приемлемых точностных характеристик. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх