Устройство управления боковым движением летательного аппарата

 

Изобретение относится к устройствам, используемым в бортовых системах автоматического управления летательными аппаратами с самолетной схемой с реализацией координированных разворотов с большими углами крена, особенно на режимах захода на посадку. Целью изобретения является повышение точности и эффективности. Устройство управления боковым движением имеет следующий состав: датчики углов тангажа и крена, угловых скоростей по крену и курсу, скорости полета, боковой перегрузки и каналы управления по крену и боковой перегрузке В каждом из каналов содержатся элемент сравнения и суммирующий усилитель . Входами устройства являются входы задания по углу крена и боковой перегрузке , выходами - выходы каналов крена и боковой перегрузки Новым в устройстве является введение дополнительного канала . В него входят блок формирования синусной функции, фильтрующий усилитель, блок перемножения, блок формирования косинусной функции, делитель и усилитель. Входом канала является сигнал задания угла крена Улучшаются характеристики управления за счет отстройки процессов в канале боковой перегрузки от задающих воздействий по крену 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 05 В 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4811427/24 (22) 09.04.90 (46) 30.07.92. Бюл. hh 28 (71) Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (72) Р.И.Банк, Ю.В,Кузнецов, А.Л.Липкин и А.M.Ïó÷êoâ . (56) Михалев И.А, и др. Системы автоматического управления самолетом, M,: Машиностроение, 1987, с.174.

Боднер В.А.Системы управления летательными аппаратами, M.; Машиностроение, 1973, с.118-122. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ БОКОВЫМ

ДВИЖЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА (57) Изобретение относится к устройствам, используемым в бортовых системах автоматического управления летательными аппаратами с самолетной схемой с реализацией координированных разворотов с большими углами крена, особенно на режимах захода на посадку. Целью изобретения является

Изобретение относится к приборостроительной промышленности и может быть использовано при разработке бортовых систем управления летательными аппаратами (ЛА) с самолетной схемой с реализацией координирован ных разворотов с большими углами крена, особенно на режимах захода на посадку.

Известны системы автоматического уп- равления,в которых каналы управления рысканьем и креном содержат элементы вычитания и суммирующие усилители, формирующие по задающим воздействиям и сигналам датчиков состояния управляющие воздействия на исполнительные приводы

ЛА, Формирование каналов бокового движения рысканья и крена представлено в от.. Ж 1751717 А1 повышение точности и эффективности, Устройство управления боковым движением имеет следующий состав: датчики углов тангажа и крена, угловых скоростей по, крену и курсу, .скорости полета, боковой перегрузки и каналы управления по крену и боковой перегрузке. В каждом из каналов содержатся элемент сравнения и суммирующий уси- литель, Входами устройства являются входы задания по углу крена и боковой перегрузке, выходами — выходы каналов крена и боковой перегрузки, Новым в устройстве является введение дополнительного канала. В него входят блок формирования синус-, ной функции, фильтрующий усилитель, блок перемножения, блок формирования косинусной функции, делитель и усилитель, Входом канала является сигнал задания угла крена, Улучшаются характеристики управления за счет отстройки процессов в канале боковой перегрузки от задающих воздействий по крену. 1 ил., Ql, Д дельности в декомпозиционном плане и с перекрестной связью между ними для рЕасжяй лизации координированного управления; перекрестная связь выполнена в виде цепей от сигнала руля направления в качестве формирования задающего воздействия на канал крена.

Недостатками такой реализации являются невысокие точность и эффективность управления, обусловленные, в 4астности, побочной загрузкой канала рысканья движением в нем, вызванным введением ЛА в крен, и отсутствием средств обеспечения координатной инвариантности по скольжению (углу скольжения Р и его производным) от заданных сигналов управления по крену, 3

1751 717

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, имеющее в своем составе датчик тангажа, датчик скорости полета, последовательно соединенные датчик угла крена, элемент 5 сравнения канала крена, вычитающий вход которого является входом задания по углу крена, и суммирующий усилитель канала крена, второй вход которого соединен с датчиком угловой скорости крена, а выход яв- 10 ляется выходом канала крена устройства,последовательно соединенные датчик боковой перегрузки, элемент сравнения канала боковой перегрузки, суммирующий вход которого является входом задания по боковой 15 перегрузке, и суммирующий усилитель канала боковой перегрузки, второй вход которого соединен с датчиком угловой скорости курса, а выход является выходом канала боковой перегрузки устройства. 20

Однако известное устройство также имеет невысокие точность и эффективность управления, так как отсутствуют средства уменьшения угла скольжения при координированном управлении, не достигается эа- 25 кладываемая эффективность по развороту в канале рысканья от заведения ЛА в крен, так как в канале рысканья парируется сигнал угловой скорости о4, Цель изобретения — повышение точно- 30 сти и эффективности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство управления дополнено каналом, включающим в себя последовательно соединенные блок формирования синусной. 35 функции, фильтрующий усилитель и блок перемножения, последовательно соединенные блок формирования косинусной функции, делитель усилитель, выход которого соединен с вторым входом блока перемно- 40 жения, выход которого подключен к третьему входу суммирующего усилителя канала боковой перегрузки, входы блоков формирования синусной и косинусной функций соединены соответственно с входом зада- 45 ния по углу крена и выходом датчика угла тангажа, управляющий вход делителя подключен к выходу датчика скорости полета.

Коэффициент усиления усилителя равен ускорению свободного падения, 50

Такое построение устройства позволяет сформировать дополнительную компоненту сигнала управления каналом рысканья а, учитывающую компенсацию доминирующего сигнала угловой скорости по курсу жу и 55 для уменьшения угла скольжения Р и его скоростиф от сигнала задающего воздействия по крену у<, т.е, сформирован дополнительный канал для получения компоненты

0 = cos v з!и у, й/ф(Р), где g — ускорение свободного падения;

V — скорость полета;

v- угол тангажа; з1п yk — сигнал, определяющий полную проекцию подъемной силы на горизонтальную плоскость;

5Jy(P) — передаточная функция, Определяющая степень усиления и фильтрации сигнала у<.

На чертеже представлена блок-схема устройства управления боковым движением летательного аппарата с объектом и исполнительными. приводами, На схеме обозначены элемент 1 сравнения канала крена, суммирующий усилитель

2 канала крена,.элемент 3 сравнения канала боковой перегрузки, суммирующий усилитель 4 канала боковой перегрузки, блок 5 формирования синусной функции, фильтрующий усилитель 6, блок 7 перемножения, блок 8 формирования косинусной функции, делитель 9, усилитель 10, исполнительный привод 11 канала крена, исполнительный привод 12 канала рысканья, собственно объект как динамическое звено 13, датчик

14 угла крена, датчик 15 угловой скорости по крену, датчик 16 боковой перегрузки, датчик

17 угловой скорости rio курсу, датчик 18 угла тангэжэ и датчик 19 cKopocTN nolleT3, При атома,„— измеренный сигнал угловой скорости по крену; yK — сигнал задающего командного воздействия по крену; уи— измеренный сигнал угла крена; ар — сигнал управляющего воздействия канала крена; д-„. — отклонение исполнительного привода. по крену, q сигнал задающего воздействия по боковой перегрузке; п „вЂ” измеренный сигнал боковой перегрузки; ву,— измеренный сигнал угловой скорости по курсу; ии — измеренный сигнал угла тангажа, V — измеренный сигнал скорости полета; (тр — сигнал управляющего воздействия канала рысканья; ст <- корректирующая компонента сигнала управляющего воздействия; дн — отклонение руля направления исполнительного привода по рысканью, Устройство работает следующим образом.

Сигналы управления в канале крена (гкя и рйсканья Ор формируются на основе измеренных сигналов р, аь<,, nz,. в, v, VM датчиков 14-19, установленных на объекте

13, и задающих воздействий у, и г(„следующим образом, Элемент 1 сравнения канала крена выделяет рассогласование

1751717

Ay = y> — y<. Суммирующий усилитель 2 канала крена формирует сигнал (T p = а Л ) + а „> x 04u

1 (1)

Передаточные коэффициенты а„и а<„> выставляются в усилителе 2.

Формируется сигнал управления в канале ысканья р

<Р = апz Л 1 + аь,у (щ, + Ок ). (2) о =W4 sinó, — cosи,.

g /и () 30

На выходе усилителя 4 имеем сигнал ар =а„° ЬЪ, +а,v (ву„+ox). (4)

Передаточные числа а, и а у выставляются в усилителе 4. При задании сигнала ) формируется сигнал O р по (1), который подается на привод 11 объекта. Отклонением аэродинамического руля 4 изменяется угловое состояние объекта по крену до уи =y„, т.е. с точностью до статической ошибки. В процессе отработки у< в канале рысканья возникает переходной процесс, обусловленный, в основном, сигналами м „иуда. Сигнал ву„определяется с учетом полной проекции подъемной силы на горизонтальную плоскость, т.е. как — — cos v sin y, и

50 динамики ЛА. Сумма сигналов ву„и (т, в (4) соста Вл яет

О „ б, со5 4 е л Я (р) — g

«wq(plc05I9<) = — сОьд 5>й(Гф (р —

U L Т (5)

- (г) - () p (и wg(pl, Элемент 3 сравнения формирует рассогласование Л п = n«n«, при этом в боковом движении значительного класса ЛА, стабилизируется q« = О, тогда Р= Ъи

Корректирующая компонента сигнала о формируется блоками 5(формирует сиг- 20 нал sin y<), 8 (cos и,), 9 (формирует деление

cos а/V>), 10 (усиление сигнала cos v

7 имеем сигнал где Wg(P) — передаточная функция, определяющая динамику ЛА по измеряемым координатам в отношении к истинным значениям и заданию ук, Доминирующей частью фильтра является Р! (Р) = 1, так как Wg(P) также определяется движением около 1. Уточнение определяется на основе компенсации динамической составляющей и достижения lnvP

) К

Сигнал d> и ода ется на и ри в од 12 объекта; руль направления (рысканья) отклоняется на угол ди, реализуя процесс регулирования в канале боковой перегрузПредлагаемое построение устройства существенно увеличивает эффективность координированного управления. Введение компоненты о< компенсирует сигнал в в сигнале сг при координированном управлении сведением его к нулю через руль д, Уточнение компоненты гт усилением и фильтрацией позволяет скорректировать сигнал cd< в динамике для компенсации динамической составляющей скорости сну от к.

Формула изобретения

Устройство управления боковым движением летательного аппарата, содержащее датчик угла тангажа, датчик скорости полета, последовательно соединенные датчик угла крена, элемент сравнения канала крена, вычитающий вход которого является входом задания по углу крена устройства, и суммирующий усилитель канала крена, второй вход которого соединен с датчиком угловой скорости крена, а выход является выходом канала крена устройства, последовательно соединенные датчик боковой перегрузки, элемент сравнения канала боковой перегрузки, суммирующий вход которого является входом задания по боковбй перегрузке устройства, и суммирующий усилитель канала боковой перегрузки, второй вход которого соединен с датчиком угловой скорости курса, а выход является выходом канала боковой перегрузки устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и эффективности, в него введены последовательно соединенные блок формирования синусной функции, фильтрующийусилитель и блок перемножения, последовательно соединенные блок формирования косинусной функции, делитель и усилитель, выход которого соединен с вторым входом блока перемножения, выход которого подключен к третьему входу суммирующего усилителя канала боковой перегрузки, входы блоков

1751717

Составитель А. Пучков

Техред M.Mîðlåíòàë Корректор О, Кравцова

Редактор A. Огар

Заказ 2i890 " " Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 формирования синусной и косинусной фун-. кций соединены соответственно с входом задания по углу крена устройства и выходом датчика угла тангажа, управляющий вход делителя подключен к выходу датчика скорости полета,