[go: up one dir, main page]

RU2279119C1 - Adaptive system for controlling flight height of an aircraft - Google Patents

Adaptive system for controlling flight height of an aircraft Download PDF

Info

Publication number
RU2279119C1
RU2279119C1 RU2005102643/28A RU2005102643A RU2279119C1 RU 2279119 C1 RU2279119 C1 RU 2279119C1 RU 2005102643/28 A RU2005102643/28 A RU 2005102643/28A RU 2005102643 A RU2005102643 A RU 2005102643A RU 2279119 C1 RU2279119 C1 RU 2279119C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
signal
block
unit
output
Prior art date
Application number
RU2005102643/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Сергеевич Сыров (RU)
Анатолий Сергеевич Сыров
Владимир Николаевич Трусов (RU)
Владимир Николаевич Трусов
Виталий Александрович Ларионов (RU)
Виталий Александрович Ларионов
Эдуард Матвеевич Абадеев (RU)
Эдуард Матвеевич Абадеев
Игорь Михайлович Дубинкин (RU)
Игорь Михайлович Дубинкин
Сергей Валентинович Кравчук (RU)
Сергей Валентинович Кравчук
Николай Валентинович Макаров (RU)
Николай Валентинович Макаров
Александр Михайлович Пучков (RU)
Александр Михайлович Пучков
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс")
Priority to RU2005102643/28A priority Critical patent/RU2279119C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2279119C1 publication Critical patent/RU2279119C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

FIELD: engineering of onboard systems for automatic control of aircrafts, which during flight realize turns at significant angles of attack.
SUBSTANCE: control system contains aircraft as control object, steering drive, device for measuring angular position by pitch, adding amplifier, speed force indicator, indicator of height and height alternation speed, flight speed indicator, height signal set-point device, discrepancy block, first signal limiting block, functional transformer, second signal limiting block, functional device for limiting signal, first set-point device of bearing signal, first division block and first multiplication block, while functional transformer contains two of each of the following: set-point device of bearing signal, division block, multiplication block and adder.
EFFECT: expanded functional capabilities, limitation of angle of attack of an aircraft.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к бортовым системам автоматического управления летательными аппаратами, которые реализуют в процессе полета развороты со значительными углами атаки.The invention relates to airborne systems for the automatic control of aircraft, which realize turns with significant angles of attack during flight.

Известны системы управления летательными аппаратами, содержащие в канале тангажа задатчик сигнала управления, датчик угла тангажа, датчик угловой скорости по тангажу и суммирующий усилитель, формирующие по задающим воздействиям и сигналам датчиков состояния управляющие воздействия на рулевые приводы летательного аппарата [1].Aircraft control systems are known that include a control signal adjuster, a pitch angle sensor, a pitch angle sensor and a summing amplifier in the pitch channel, which generate control actions on the steering gears of the aircraft according to the driving actions and signals of the state sensors [1].

Недостатком такой реализации является ограниченность возможностей управления, требующих средств ограничения угла атаки летательного аппарата.The disadvantage of this implementation is the limited control capabilities that require means to limit the angle of attack of the aircraft.

К известным решениям можно отнести введение дополнительных фильтров в канал управления для ограничения угла атаки [2]. Однако, эти фильтры решают частные задачи, как и описано в [2], например, в условиях ветровых порывов; в то же время фильтры в прямой цепи ослабляют прохождение сигналов управления.Known solutions include the introduction of additional filters in the control channel to limit the angle of attack [2]. However, these filters solve particular problems, as described in [2], for example, in conditions of wind gusts; at the same time, filters in a direct circuit weaken the passage of control signals.

К известным решениям по формированию системы управления высотой полета можно отнести систему управления по [3]. Эта система содержит и контур управления по тангажу, включающий в себя блоки по аналогу [1], описанные выше, и контур управления высотой полета, содержащий датчик высоты полета и скорости ее изменения (например, радиовысотомер), задатчик сигнала высоты, блок рассогласования по высоте и суммирующий усилитель для формирования закона управления высотой полета.Known decisions on the formation of a flight altitude control system include the control system according to [3]. This system also includes a pitch control loop, which includes units similar to [1] described above, and a flight altitude control loop containing a sensor for flight altitude and rate of change (for example, a radio altimeter), an altitude signal adjuster, and a height mismatch unit and a summing amplifier for generating a flight altitude control law.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является система управления каналом тангажа летательного аппарата, содержащая измеритель углового положения по тангажу и рулевой привод [4].Closest to the proposed invention is a control system for the pitch channel of the aircraft, comprising a pitch angle meter and a steering gear [4].

Недостатками известной системы являются ограниченные функциональные возможности в условиях нестационарности параметров и отсутствие средств ограничения угла атаки летательного аппарата.The disadvantages of the known system are limited functionality in conditions of non-stationary parameters and the lack of means to limit the angle of attack of the aircraft.

Решаемой в предложенной системе управления технической задачей является расширение функциональных возможностей и ограничение угла атаки.The technical problem solved in the proposed control system is the expansion of functionality and limitation of the angle of attack.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную систему управления высотой полета летательного аппарата, содержащую летательный аппарат как объект управления, рулевой привод, измеритель углового положения по тангажу, измеритель угловой скорости по тангажу и суммирующий усилитель, дополнительно введены датчик скоростного напора, датчик высоты и скорости изменения высоты, датчик скорости полета, задатчик сигнала высоты, блок рассогласования, первый блок ограничения сигнала, функциональный преобразователь, второй блок ограничения сигнала, функциональное устройство ограничения сигнала, первый задатчик опорного сигнала, первый блок деления и первый блок умножения, выход задатчика сигнала высоты через блок рассогласования соединен со входом суммирующего усилителя, первый и второй выходы датчика высоты и скорости изменения высоты соединены соответственно со вторым входом блока рассогласования и через первый блок умножения - со вторым входом суммирующего усилителя, выход первого блока ограничения сигнала подключен через последовательно соединенные функциональный преобразователь и второй блок ограничения сигнала ко входу рулевого привода, а вход первого блока ограничения сигнала соединен с выходом суммирующего усилителя, датчик скоростного напора соединен со вторым входом функционального преобразователя непосредственно и через функциональное устройство ограничения сигнала - со вторым входом первого блока ограничения сигнала, измеритель углового положения по тангажу и измеритель угловой скорости по тангажу соединены соответственно с третьим и четвертым входами функционального преобразователя, первый задатчик опорного сигнала и датчик скорости полета соединены с первым и вторым входами первого блока деления соответственно, а выход первого блока деления подключен ко второму входу первого блока умножения. Кроме того, функциональный преобразователь содержит последовательно соединенные второй задатчик опорного сигнала и второй блок деления, последовательно соединенные первый сумматор, второй блок умножения и второй сумматор, выход которого является выходом функционального преобразователя, последовательно соединенные третий задатчик опорного сигнала, третий блок деления и третий блок умножения, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора, выход второго блока деления соединен со вторым входом второго блока умножения, при этом первый вход первого сумматора, второй вход второго блока деления, второй вход первого сумматора и второй вход третьего блока умножения являются первым, вторым, третьим и четвертым входами функционального преобразователя соответственно.The specified technical result is achieved by the fact that in the known control system of the flight altitude of the aircraft containing the aircraft as a control object, steering gear, pitch angle meter, pitch angle meter and summing amplifier, an additional pressure head sensor, height sensor and altitude change rate, flight speed sensor, altitude adjuster, mismatch unit, first signal limiting unit, functional converter, second unit signal limiting, signal limiting functional device, first reference signal adjuster, first division block and first multiplication block, the output of the height signal adjuster through the mismatch unit is connected to the input of the summing amplifier, the first and second outputs of the height sensor and the rate of change of height are connected respectively to the second input of the block mismatch and through the first block of multiplication - with the second input of the summing amplifier, the output of the first block signal limitation is connected through series-connected the functional converter and the second signal limiting block to the input of the steering gear, and the input of the first signal limiting block is connected to the output of the summing amplifier, the pressure head sensor is connected to the second input of the functional converter directly and through the signal limiting functional device to the second input of the first signal limiting block, meter the pitch angular position and the pitch angular velocity meter are connected respectively to the third and fourth inputs of the functional about the converter, the first reference signal adjuster and the flight speed sensor are connected to the first and second inputs of the first division block, respectively, and the output of the first division block is connected to the second input of the first multiplication block. In addition, the functional converter comprises a second reference signal generator and a second division unit connected in series, a first adder, a second multiplication unit and a second adder connected in series, the output of which is a functional converter output, a third reference signal generator, a third division unit and a third multiplication unit the output of which is connected to the second input of the second adder, the output of the second division unit is connected to the second input of the second multiplication unit, when this, the first input of the first adder, the second input of the second division unit, the second input of the first adder and the second input of the third multiplication unit are the first, second, third and fourth inputs of the functional converter, respectively.

На фиг.1 представлена структурная схема системы управления, на фиг.2 представлена блок-схема функционального преобразователя, на фиг.3 представлена статическая характеристика функционального устройства ограничителя сигнала.Figure 1 shows the structural diagram of the control system, figure 2 shows a block diagram of a functional Converter, figure 3 presents a static characteristic of the functional device of the signal limiter.

Адаптивная система управления высотой полета летательного аппарата (фиг.1) содержит последовательно соединенные задатчик сигнала высоты 1 (ЗСВ), блок рассогласования 2 (БР), суммирующий усилитель 3 (СУ), первый блок ограничения сигнала 4 (1 БОС), функциональный преобразователь 5 (ФП), второй блок ограничения сигнала 6 (2 БОС), рулевой привод 7 (РП) и летательный аппарат как объект управления 8 (ЛА), датчик скоростного напора 9 (ДСН) соединен со вторым входом функционального преобразователя 5 непосредственно и через функциональное устройство ограничения сигнала 10 (ФУОС) - со вторым входом первого блока ограничения сигнала 4, измеритель углового положения по тангажу 11 (ИУПТ) и измеритель угловой скорости по тангажу 12 (ИУСТ) соединены соответственно с третьим и четвертым входами функционального преобразователя 5, первый и второй выходы датчика высоты и скорости изменения высоты 13 (ДВиСИВ) соединены соответственно со вторым входом блока рассогласования 2 и через первый блок умножения 14 (1 БУ) со вторым входом суммирующего усилителя 3, первый задатчик опорного сигнала 15 (1 ЗОС) и датчик скорости полета 16 (ДСП) соединены с первым и вторым входами первого блока деления 17 (1 БД) соответственно, а выход первого блока деления 17 подключен ко второму входу первого блока умножения 14.The adaptive control system of the flight altitude of the aircraft (Fig. 1) contains serially connected signal height 1 (ZSV), mismatch unit 2 (BR), summing amplifier 3 (SU), first signal restriction unit 4 (1 BOS), functional converter 5 (FP), the second signal limiting block 6 (2 BOS), steering gear 7 (RP) and the aircraft as a control object 8 (LA), a pressure head sensor 9 (SDS) is connected to the second input of the functional converter 5 directly and through the functional device limited Signal 10 (FCF) - with the second input of the first block of signal restriction 4, the pitch angle meter 11 (IUPT) and pitch angle meter 12 (IUST) are connected respectively to the third and fourth inputs of the functional transducer 5, the first and second outputs the height sensor and the rate of change of height 13 (DViSIV) are connected respectively to the second input of the mismatch unit 2 and through the first multiplication unit 14 (1 control unit) with the second input of the summing amplifier 3, the first reference signal adjuster 15 (1 AIA) and the speed sensor flight 16 (DSP) are connected to the first and second inputs of the first division unit 17 (1 OBD), respectively, and the output of the first division unit 17 is connected to the second input of the first multiplication unit 14.

Функциональный преобразователь 5 (фиг.2) содержит последовательно соединенные второй задатчик опорного сигнала 18 (2 ЗОС) и второй блок деления 19 (2 БД), последовательно соединенные первый сумматор 20, второй блок умножения 21 и второй сумматор 22, выход которого является выходом функционального преобразователя, последовательно соединенные третий задатчик опорного сигнала 23, третий блок деления 24 и третий блок умножения 25, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора 22, выход второго блока деления 19 соединен со вторым входом второго блока умножения 21, при этом первый вход первого сумматора 20, второй вход второго блока деления 19, второй вход первого сумматора 20 и второй вход третьего блока умножения 25 являются первым, вторым, третьим и четвертым входами функционального преобразователя 5 соответственно.Functional converter 5 (figure 2) contains a second connected reference signal setter 18 (2 AIA) and a second division unit 19 (2 DBs) connected in series to the first adder 20, the second multiplication unit 21 and the second adder 22, the output of which is the output of the functional the converter, connected in series with the third reference signal master 23, the third division unit 24 and the third multiplication unit 25, the output of which is connected to the second input of the second adder 22, the output of the second division unit 19 is connected to the second input of the second multiplication unit 21, wherein the first input of the first adder 20, the second input of the second division unit 19, the second input of the first adder 20 and the second input of the third multiplication unit 25 are the first, second, third and fourth inputs of the functional converter 5, respectively.

Система управления работает следующим образом.The control system operates as follows.

Выходной сигнал управления

Figure 00000002
, формируемый системой управления на основе сигналов задатчиков 1 и 15 и датчиков первичной информации 11, 12, 13 летательного аппарата 8, подается на рулевой привод 7, отклонения руля которого воздействуют на летательный аппарат, изменяя его положение в соответствующем направлении. Выходными параметрами летательного аппарата являются: угол тангажа ϑ, угловая скорость
Figure 00000003
, скорость полета V, высота полета Н, скорость изменения высоты полета
Figure 00000004
и скоростной напор q.Control output
Figure 00000002
, formed by the control system based on the signals of the setters 1 and 15 and primary information sensors 11, 12, 13 of the aircraft 8, is fed to the steering gear 7, the steering deviations of which affect the aircraft, changing its position in the corresponding direction. The output parameters of the aircraft are: pitch angle ϑ, angular velocity
Figure 00000003
, flight speed V, flight altitude H, rate of change in flight altitude
Figure 00000004
and pressure head q.

Датчики первичной информации измеряют и формируют соответствующие сигналы этих параметров:Primary information sensors measure and form the corresponding signals of these parameters:

- измеритель углового положения по тангажу 11 - сигнал угла тангажа ϑи;- pitch angle meter 11 - pitch angle signal ϑ and ;

- измеритель угловой скорости по тангажу 12 - сигнал угловой скорости по тангажу ω;- pitch angular velocity meter 12 — pitch angular velocity signal ω ;

- датчик скорости полета 16 - сигнал скорости полета Vи;- flight speed sensor 16 - signal of flight speed V and ;

- датчик высоты и скорости изменения высоты 13 - сигналы высоты полета Ни и скорости ее изменения

Figure 00000005
;- altitude and rate of change of altitude sensor 13 - signals of the flight altitude N and and its rate of change
Figure 00000005
;

- датчик скоростного напора 9 - сигнал скоростного напора qи.- pressure sensor 9 - signal of the pressure head q and .

Измеренные сигналы ϑи, ω, Hи и

Figure 00000005
являются координатными, по ним формируются основные контуры управления и стабилизации по высоте и углу тангажа.The measured signals ϑ and , ω z and , H and and
Figure 00000005
are coordinate, they form the main contours of control and stabilization in height and pitch angle.

Сигналы qи, Vи являются параметрическими и образуют каналы адаптивной перестройки параметров (передаточных чисел и ограничения) основных контуров:The signals q and , V and are parametric and form the channels of adaptive tuning parameters (gear ratios and restrictions) of the main circuits:

- по контуру тангажа - это передаточные числа в блоке 5 по тангажу Kϑ и угловой скорости

Figure 00000006
;- along the pitch contour - these are gear ratios in block 5 for pitch K ϑ and angular velocity
Figure 00000006
;

- по контуру высоты - это уровень ограничения

Figure 00000007
, определенный блоком 10 по зависимости на фиг.3 для сигнала, сформированного контуром высоты в блоке 4, и перестройки передаточного числа
Figure 00000008
по скорости изменения высоты
Figure 00000009
в функции сигнала скорости полета Vи, сформированной блоками 15, 16 и 17.- along the height contour - this is the level of restriction
Figure 00000007
determined by block 10 according to FIG. 3 for a signal generated by a height contour in block 4 and gear ratio adjustment
Figure 00000008
by rate of change of height
Figure 00000009
as a function of the signal of flight speed V and formed by blocks 15, 16 and 17.

Функционирование системы управления происходит следующим образом.The functioning of the control system is as follows.

Блок 1 выдает сигнал заданной высоты Нзад.. Блок рассогласования 2 формирует рассогласование ΔН в виде:Block 1 generates a signal of a given height H ass. . The mismatch unit 2 generates a mismatch ΔН in the form:

Figure 00000010
Figure 00000010

где Ни - сигнал, поступающий от датчика высоты и скорости изменения высоты 13.where H and is the signal from the height sensor and the rate of change of height 13.

Рассогласование ΔН поступает на суммирующий усилитель 3, на второй вход которого поступает компонента сигнала

Figure 00000005
. Суммирующий усилитель 3 формирует базовый сигнал управления контура высоты для подачи в контур управления по тангажу ϑу в виде:The mismatch ΔН is supplied to the summing amplifier 3, to the second input of which the signal component
Figure 00000005
. The summing amplifier 3 generates a basic control signal of the height loop for feeding into the pitch control loop ϑ у in the form:

Figure 00000011
Figure 00000011

где Кн - передаточное число по рассогласованию ΔН;where K n - gear ratio for the mismatch ΔН;

Figure 00000012
- компонента сигнала
Figure 00000005
, формируемая блоками 15, 17, 14 и датчиками 13 и 16.
Figure 00000012
- signal component
Figure 00000005
formed by blocks 15, 17, 14 and sensors 13 and 16.

При этом передаточное число

Figure 00000013
формируется блоками 15, 16, 17 и составляет:In this case, the gear ratio
Figure 00000013
formed by blocks 15, 16, 17 and is:

Figure 00000014
Figure 00000014

где аo - базовый коэффициент, соответствующий, например, полету со средней скоростью Vo, т.е.where a o is the base coefficient corresponding, for example, to a flight with an average speed V o , i.e.

Figure 00000015
Figure 00000015

a Vи - измеренная скорость полета на выходе датчика 16.a V and - measured flight speed at the output of the sensor 16.

Тогда (3) можно записать в виде:Then (3) can be written as:

Figure 00000016
Figure 00000016

В (4) и (5)

Figure 00000017
- базовый передаточный коэффициент по
Figure 00000018
, соответствующий скорости Vo.In (4) and (5)
Figure 00000017
- basic gear ratio
Figure 00000018
corresponding to the speed V o .

Величина ао выставляется в первом задатчике опорного сигнала 15.The value a about is set in the first reference signal setter 15.

Соотношение (3) формируется в первом блоке деления 17, т.е. на его выходе имеем сигнал, соответствующий

Figure 00000019
. В первом блоке умножения 14 сигналы
Figure 00000019
и
Figure 00000020
(последний с датчика 13) умножаются и полученный сигнал
Figure 00000019
Figure 00000021
поступает в суммирующий усилитель 3.Relation (3) is formed in the first division block 17, i.e. at its output we have a signal corresponding to
Figure 00000019
. In the first block of multiplication 14 signals
Figure 00000019
and
Figure 00000020
(the last from sensor 13) are multiplied and the received signal
Figure 00000019
Figure 00000021
enters the summing amplifier 3.

Таким образом, по (3) и (5) видна адаптивная перестройка передаточного числа

Figure 00000019
в функции скорости полета V.Thus, according to (3) and (5), we see the adaptive adjustment of the gear ratio
Figure 00000019
as a function of flight speed V.

Целесообразность и достаточность предложенной адаптации можно показать на основе следующих соображений.The feasibility and sufficiency of the proposed adaptation can be shown on the basis of the following considerations.

Контур высоты формируется по сигналам летательного аппарата Ни и

Figure 00000022
. При этом математически в операторной форме можно записатьThe height contour is formed by the signals of the aircraft H and and
Figure 00000022
. In this case, mathematically in operator form, we can write

Figure 00000023
Figure 00000023

в то же времяin the same time

Figure 00000024
Figure 00000024

где θ - угол наклона траектории:where θ is the angle of inclination of the trajectory:

Figure 00000025
Figure 00000025

где α - угол атаки.where α is the angle of attack.

Из (6) и (7) видно, что для контура управления высотой полета с замыканием и соответственно регулированием по координатам Н и

Figure 00000026
скорость полета V является общим параметром, влияющим на процессы регулирования. Абсолютно корректным для инвариантности процессов регулирования к изменению скорости является введение в контур общего коэффициента, обеспечивающего инвариантность сквозных коэффициентов передачи к этому изменению, т.е. введение сомножителя в передаточные коэффициенты КH и
Figure 00000019
, обратно пропорционального скорости полета V. Однако введение этого сомножителя в прямую цепь - по Н, т.е. в коэффициент КH, существенно сказывается на статической точности, особенно в условиях применения реальных рулевых приводов, имеющих зону нечувствительности. Поэтому величина КH выбирается КH=const по двум соображениям:From (6) and (7) it can be seen that for the flight altitude control loop with a closure and, accordingly, regulation with respect to the coordinates H and
Figure 00000026
flight speed V is a common parameter that affects regulatory processes. Absolutely correct for the invariance of control processes to a change in speed is the introduction into the circuit of a common coefficient that ensures the invariance of the end-to-end transmission coefficients to this change, i.e. the introduction of the factor in the gear ratios K H and
Figure 00000019
, inversely proportional to the flight speed V. However, the introduction of this factor into a direct chain is in H, i.e. in the coefficient K H , significantly affects the static accuracy, especially in conditions of application of real steering gears with a dead zone. Therefore, the quantity K H is chosen K H = const for two reasons:

1) обеспечения точности;1) ensure accuracy;

2) обеспечения устойчивости и качества в сочетании с коэффициентом

Figure 00000019
, принятым по (3) и (5).2) ensuring sustainability and quality in combination with the coefficient
Figure 00000019
adopted by (3) and (5).

Сформированный сигнал ϑу ограничивается в блоке 4 до определенной величины

Figure 00000027
, которая позволяет соответственно ограничить угол атаки α в переходном процессе.The generated signal ϑ y is limited in block 4 to a certain value
Figure 00000027
, which allows you to accordingly limit the angle of attack α in the transition process.

В общем случае летательный аппарат имеет тенденцию к большим забросам на малых скоростных напорах, что определяет введение соответствующей нелинейной зависимости блока

Figure 00000028
в функции от скоростного напора. Эта зависимость в общем виде представлена на фиг.3.In the general case, the aircraft has a tendency to large overruns at low speed heads, which determines the introduction of the corresponding nonlinear dependence of the block
Figure 00000028
in function of speed head. This dependence is generally presented in figure 3.

С блока 4 выходит сигнал

Figure 00000029
с учетом необходимого ограничения базового сигнала ϑу.Block 4 outputs a signal
Figure 00000029
taking into account the necessary limitations of the base signal ϑ y .

Сигнал

Figure 00000029
является задающим для части системы управления по тангажу и сформированным на основе сигналов ϑи и ωzи, соответствующих ϑ и ωz летательного аппарата 8 и поступающих с датчиков 11 и 12.Signal
Figure 00000029
is the master for the pitch control system part and generated on the basis of the signals ϑ and and ω corresponding to ϑ and ω z of the aircraft 8 and coming from the sensors 11 and 12.

Таким образом, сигналы

Figure 00000029
, ϑи и ω поступают в блок 5 для формирования сигнала управления угловой стабилизацией по тангажу. Выходом этого блока является базовый сигнал угловой стабилизации:So the signals
Figure 00000029
, ϑ and and ω enter block 5 for generating a pitch angle control signal. The output of this block is the basic signal of angular stabilization:

Figure 00000030
Figure 00000030

Блок-схема функционального преобразователя 5 представлена на фиг.2. На схеме отражено сочетание координатных сигналов ϑи и ω и параметрических Kϑ и

Figure 00000031
в функции скоростного напора q≅qи. Действительно, задатчиками 18 и 23 определено базовое значение передаточных чисел
Figure 00000032
и
Figure 00000033
соответственно. Зависимость требуемого изменения (адаптации) передаточных чисел от qи реализована во втором 19 и третьем 24 блоках деления: на второй блок деления 19 поступает сигнал
Figure 00000032
от блока 18 и qи от блока 9, на его выходе формируется сигнал, соответствующий адаптированному передаточному числуThe block diagram of the functional Converter 5 is presented in figure 2. The combination of coordinate signals ϑ and and ω and parametric K ϑ and
Figure 00000031
as a function of the velocity head q≅q and . Indeed, the adjusters 18 and 23 determined the basic value of the gear ratios
Figure 00000032
and
Figure 00000033
respectively. The dependence of the desired changes (adaptation) of the gear ratios of q and implemented in the second 19 and third 24 blocks fission: a second dividing unit 19 receives the signal
Figure 00000032
from block 18 and q and from block 9, a signal corresponding to the adapted gear ratio is generated at its output

Figure 00000034
Figure 00000034

Соответственно на блок 24 поступают сигналы

Figure 00000035
от блока 23 и qи от блока 9, на выходе его формируется сигнал, соответствующий передаточному числу
Figure 00000036
с учетом адаптации:Accordingly, block 24 receives signals
Figure 00000035
from block 23 and q and from block 9, a signal corresponding to a gear ratio is generated at its output
Figure 00000036
subject to adaptation:

Figure 00000037
Figure 00000037

В блоке 20 формируется рассогласование Δϑ:In block 20, a mismatch Δϑ is formed:

Figure 00000038
Figure 00000038

В блоке 21 (второй блок умножения) формируется компонента сигнала рассогласования для сигнала σв, равная КϑΔϑ, здесь сигнал Кϑ поступает с блока 19; в блоке 25 формируется компонента сигнала по угловой скорости ωz, равная

Figure 00000039
и ω, здесь сигнал
Figure 00000040
поступает с блока 24.In block 21 (the second multiplication block), a component of the error signal for the signal σ in is formed equal to K ϑ Δϑ, here the signal K ϑ comes from block 19; in block 25, a signal component is formed by the angular velocity ω z equal to
Figure 00000039
and ω z , here the signal
Figure 00000040
comes from block 24.

В сумматоре 22 формируется сигнал σв:The adder 22 is formed in the signal σ:

Figure 00000041
Figure 00000041

Базовый сигнал стабилизации σв ограничивается в блоке 6 (фиг.1) до технического уровня, соответствующего задействованию в дальнейшем рулевых приводов для этого канала (тангажа-высоты) и с учетом возможности задействования этих рулевых приводов для смежных каналов (курса, крена).The basic signal of stabilization σ in is limited in block 6 (Fig. 1) to a technical level corresponding to the subsequent activation of steering drives for this channel (pitch-height) and taking into account the possibility of using these steering drives for adjacent channels (heading, roll).

Построение канала адаптации передаточных чисел Кϑ и

Figure 00000036
в функции скоростного напора достаточно и оправдано, поскольку, во-первых, просто и экономично, а во-вторых, отражает инвариантность к нестационарному изменению аэродинамических характеристик летательного аппарата в функции от скоростного напора как доминирующего фактора.The construction of the channel adaptation gear ratios K ϑ and
Figure 00000036
in the function of the velocity head, it is sufficient and justified, because, firstly, it is simple and economical, and secondly, it reflects the invariance to unsteady changes in the aerodynamic characteristics of the aircraft as a function of the velocity head as the dominant factor.

Таким образом, предложенное построение адаптивной системы управления высотой полета летательного аппарата позволяет расширить функциональные возможности управления летательным аппаратом и ограничить угол атаки.Thus, the proposed construction of an adaptive control system for the flight altitude of the aircraft allows you to expand the control capabilities of the aircraft and limit the angle of attack.

Все блоки системы управления являются стандартными и могут быть реализованы на элементах автоматики и вычислительной техники, например, по [5, 6], а также программно-алгоритмически в БЦВМ.All blocks of the control system are standard and can be implemented on elements of automation and computer technology, for example, according to [5, 6], as well as program-algorithmically in a computer.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №1751716, 30.07.92 г., кл. G 05 B 13/02.1. RF patent No. 1751716, 07/30/92, cl. G 05 B 13/02.

2. Аэродинамика, устойчивость и управляемость сверхзвуковых самолетов./ Под ред. Г.С.Бюшгенса. М.: Наука, Физматлит, 1998, с.616-618.2. Aerodynamics, stability and controllability of supersonic aircraft. / Ed. G.S. Byushgens. M.: Science, Fizmatlit, 1998, pp. 616-618.

3. В.А.Боднер. Теория автоматического управления полетом. М.: Наука, 1964, с.178.3. V.A. Bodner. Theory of automatic flight control. M .: Nauka, 1964, p. 178.

4. И.А.Михалев и др. Системы автоматического управления самолетом. М.: Машиностроение, 1987, с.30, 194.4. I. A. Mikhalev and other systems of automatic control of the aircraft. M.: Engineering, 1987, p.30, 194.

5. А.У.Ялышев, О.И.Разоренов. Многофункциональные аналоговые регулирующие устройства автоматики. М.: Машиностроение, 1981, с.103.5. A.U. Yalyshev, O. I. Razorenov. Multifunctional analog control devices for automation. M .: Mechanical Engineering, 1981, p. 103.

6. В.Б.Смолов. Функциональные преобразователи информации. Л.: Энергоиздат, Ленинградское отделение, 1981, с.55.6. V. B. Smolov. Functional information converters. L .: Energy Publishing House, Leningrad Branch, 1981, p. 55.

Claims (2)

1. Адаптивная система управления высотой полета летательного аппарата, содержащая летательный аппарат как объект управления, рулевой привод, измеритель углового положения по тангажу, измеритель угловой скорости по тангажу и суммирующий усилитель, отличающаяся тем, что она содержит датчик скоростного напора, датчик высоты и скорости изменения высоты, датчик скорости полета, задатчик сигнала высоты, блок рассогласования, первый блок ограничения сигнала, функциональный преобразователь, второй блок ограничения сигнала, функциональное устройство ограничения сигнала, первый задатчик опорного сигнала, первый блок деления и первый блок умножения, выход задатчика сигнала высоты через блок рассогласования соединен со входом суммирующего усилителя, первый и второй выходы датчика высоты и скорости изменения высоты соединены соответственно со вторым входом блока рассогласования и через первый блок умножения - со вторым входом суммирующего усилителя, выход первого блока ограничения сигнала подключен через последовательно соединенные функциональный преобразователь и второй блок ограничения сигнала ко входу рулевого привода, а вход первого блока ограничения сигнала соединен с выходом суммирующего усилителя, датчик скоростного напора соединен со вторым входом функционального преобразователя непосредственно и через функциональное устройство ограничения сигнала со вторым входом первого блока ограничения сигнала, измеритель углового положения по тангажу и измеритель угловой скорости по тангажу соединены соответственно с третьим и четвертым входами функционального преобразователя, первый задатчик опорного сигнала и датчик скорости полета соединены с первым и вторым входами первого блока деления соответственно, а выход первого блока деления подключен ко второму входу первого блока умножения.1. Adaptive control system for the flight altitude of the aircraft, containing the aircraft as a control object, steering gear, pitch angle meter, pitch angle meter and summing amplifier, characterized in that it contains a pressure head sensor, a height and speed sensor altitude, flight speed sensor, altitude adjuster, mismatch unit, first signal limiting unit, functional converter, second signal limiting unit, functional unit the signal limiting device, the first reference signal master, the first division unit and the first multiplication unit, the output of the height signal master through the mismatch unit is connected to the input of the summing amplifier, the first and second outputs of the height sensor and the rate of change of height are connected respectively to the second input of the mismatch unit and through the first multiplication unit - with the second input of the summing amplifier, the output of the first signal limiting block is connected through a series-connected functional converter and a second the signal limiting lock to the input of the steering gear, and the input of the first signal limiting block is connected to the output of the summing amplifier, the pressure head sensor is connected to the second input of the functional converter directly and through the signal limiting functional device with the second input of the first signal limiting block, the pitch angle meter and pitch angular velocity meter connected respectively to the third and fourth inputs of the functional transducer, the first master reference of the first signal and the flight speed sensor are connected to the first and second inputs of the first division block, respectively, and the output of the first division block is connected to the second input of the first multiplication block. 2. Адаптивная система управления высотой полета летательного аппарата по п.1, отличающаяся тем, что функциональный преобразователь содержит последовательно соединенные второй задатчик опорного сигнала и второй блок деления, последовательно соединенные первый сумматор, второй блок умножения и второй сумматор, выход которого является выходом функционального преобразователя, последовательно соединенные третий задатчик опорного сигнала, третий блок деления и третий блок умножения, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора, выход второго блока деления соединен со вторым входом второго блока умножения, при этом первый вход первого сумматора, второй вход второго блока деления, второй вход первого сумматора и второй вход третьего блока умножения являются первым, вторым, третьим и четвертым входами функционального преобразователя соответственно.2. The adaptive flight altitude control system of an aircraft according to claim 1, characterized in that the functional converter comprises a second reference signal reference unit and a second division unit connected in series, a first adder, a second multiplication unit and a second adder, the output of which is the output of the functional converter connected in series to a third reference signal master, a third division unit and a third multiplication unit, the output of which is connected to the second input of the second sum ora, the output of the second division block is connected to the second input of the second multiplication block, with the first input of the first adder, the second input of the second division block, the second input of the first adder and the second input of the third multiplication block are the first, second, third and fourth inputs of the functional converter, respectively.
RU2005102643/28A 2005-02-04 2005-02-04 Adaptive system for controlling flight height of an aircraft RU2279119C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005102643/28A RU2279119C1 (en) 2005-02-04 2005-02-04 Adaptive system for controlling flight height of an aircraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005102643/28A RU2279119C1 (en) 2005-02-04 2005-02-04 Adaptive system for controlling flight height of an aircraft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2279119C1 true RU2279119C1 (en) 2006-06-27

Family

ID=36714760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005102643/28A RU2279119C1 (en) 2005-02-04 2005-02-04 Adaptive system for controlling flight height of an aircraft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2279119C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008063101A3 (en) * 2006-11-24 2008-09-25 Naidovich Vladimir Evgenievich Method for remotely controlling the flying altitude of a radio-controlled aircraft model and a device for carrying out said method
RU2474863C1 (en) * 2012-02-01 2013-02-10 Открытое акционерное общество "Московский институт электромеханики и автоматики" Method of changing flight altitude of aircraft
RU2491601C1 (en) * 2012-06-05 2013-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") Method of generating digital/analogue adaptive aircraft control signal with variable structure and apparatus for realising said method
RU2681823C1 (en) * 2018-06-26 2019-03-12 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") Method of forming a control signal of a steering drive of an uncleaned aircraft and a device for its implementation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3980258A (en) * 1975-06-27 1976-09-14 The Boeing Company Vertical navigation steering control system for aircraft
SU1751716A1 (en) * 1990-04-09 1992-07-30 Московское Опытно-Конструкторское Бюро "Марс" Device for coordinated controlling angular lateral motion of aircraft
RU2093420C1 (en) * 1996-06-03 1997-10-20 АО Раменское приборостроительное конструкторское бюро Flight altitude control system
US6259380B1 (en) * 1996-08-05 2001-07-10 David D. Jensen Method and apparatus of automatically monitoring aircraft altitude
RU2176812C1 (en) * 2000-07-26 2001-12-10 Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева Flight aircraft lateral movement control system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3980258A (en) * 1975-06-27 1976-09-14 The Boeing Company Vertical navigation steering control system for aircraft
SU1751716A1 (en) * 1990-04-09 1992-07-30 Московское Опытно-Конструкторское Бюро "Марс" Device for coordinated controlling angular lateral motion of aircraft
RU2093420C1 (en) * 1996-06-03 1997-10-20 АО Раменское приборостроительное конструкторское бюро Flight altitude control system
US6259380B1 (en) * 1996-08-05 2001-07-10 David D. Jensen Method and apparatus of automatically monitoring aircraft altitude
RU2176812C1 (en) * 2000-07-26 2001-12-10 Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева Flight aircraft lateral movement control system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МИХАЛЕВ И.А. и др. Системы автоматического управления самолетом. М.: Машиностроение, 1987, с.30, 194. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008063101A3 (en) * 2006-11-24 2008-09-25 Naidovich Vladimir Evgenievich Method for remotely controlling the flying altitude of a radio-controlled aircraft model and a device for carrying out said method
RU2474863C1 (en) * 2012-02-01 2013-02-10 Открытое акционерное общество "Московский институт электромеханики и автоматики" Method of changing flight altitude of aircraft
RU2491601C1 (en) * 2012-06-05 2013-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") Method of generating digital/analogue adaptive aircraft control signal with variable structure and apparatus for realising said method
RU2681823C1 (en) * 2018-06-26 2019-03-12 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") Method of forming a control signal of a steering drive of an uncleaned aircraft and a device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4577718A (en) Apparatus for controlling the speed of a vehicle with internal combustion engine
CN102067053B (en) Four-dimensional navigation of an aircraft
US4261537A (en) Velocity vector control system augmented with direct lift control
RU2062503C1 (en) Control systems of pilotless venicals motion
CN110221541A (en) The feed-forward coefficients acquisition device of feedforward controller, method in servo-system
RU2279119C1 (en) Adaptive system for controlling flight height of an aircraft
RU2292289C1 (en) Method of automatic control of ship motion
RU68145U1 (en) AUTOMOTIVE CONTROL SYSTEM FOR UNMANNED AIRCRAFT
JPH039033A (en) Device and method to control propeller speed of aircraft engine
RU2338235C1 (en) Method for generating of flying aircraft angular motion adaptive control signal
RU2491600C1 (en) Method of generating digital/analogue adaptive signal for stabilising angular position of aircraft on heading and apparatus for realising said method
RU2047888C1 (en) Device for coordinated regulation of angular lateral movement of flying vehicle
CN117234229A (en) Method for managing the longitudinal position of a following aircraft relative to a piloting aircraft
RU2338236C1 (en) Onboard angular stabilisation system for controlling flying aircraft
CN111221321A (en) A Robustness Evaluation Method of UAV Control Law Based on Power Spectrum
Hindman et al. Design of a missile autopilot using adaptive nonlinear dynamic inversion
Lu et al. Stability and performance analysis for SISO incremental flight control
RU2305308C1 (en) Onboard digital-analog adaptive system for controlling banking movement of aircraft
RU75066U1 (en) SYMMETRIC ROCKER CONTROL SIGNALS FORMING DEVICE
RU2491602C1 (en) Method of generating digital/analogue signal for stabilising angular position of aircraft on heading and apparatus for realising said method
RU2303805C1 (en) Control unit of flight vehicle pitch channel
RU53028U1 (en) AIRCRAFT PITCH CHANNEL CONTROL DEVICE
RU2459744C1 (en) Method of generating integral signal of drone gliding stabilisation and device to this end
RU2491601C1 (en) Method of generating digital/analogue adaptive aircraft control signal with variable structure and apparatus for realising said method
RU2490686C1 (en) Method of generating signal to control aircraft angular flight and device to this end

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190205