Система траекторного управления летательным аппаратом

 

1, Система траекторного управления летательным аппаратом, содержащая датчик отклонения летательного аппарата от заданной траектории, датчик отклонения курса летательного аппарата от заданного курса, дифференцирующий нелинейный, инвертирующий, усилительные элементы, выходной и промежуточный сумматоры, причем датчик отклонения летательного аппарата от,заданной траектории связан с входами дифференцирующего и первого усилительного элементов, выход первого усилительного элемента черезпромежуточный сумматор и нелинейный элемент соединен с входом выходного сумматора, датчик отклонения курса летательного аппарата от заданного курса соединен через второй усилитель:ный и инвертирующий элементы с входом промежуточного сумматора и через третий усилительный элемент - с входом выходного сумматора, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества управления, выход дифференцирующего элемента соединен с входом промежуточного сумматора.2.Система по п.1, отличающаяся тем, что нелинейный элемент выполнен в виде параллельно соединенных ограничителя и усилительного элемента.3.Система по п.1, отличающаяся тем, что нелинейный элемент выполнен в виде параллельно соединенньк двух'ограничителей.i(ЛСJtaJ Iа>&сх>&-si•^со ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д1) 4 В 64 С 13/48

OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPHTHA (21) 2574817/40-23 .(22) 27.01.78 (46) 07.11.86. Бюл. 9 41 (72) А.И. Брук, А.В. Носатов и В.Д. Саюров (53) 629.13.014.585(088.8) (54) СИСТЕМА ТРАЕКТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ JIETATI:JIhHblM АППАРАТОМ (57) 1. Система траекторного управления летательным аппаратом, содержащая датчик отклонения летательного аппарата от заданной траектории, датчик отклонения курса летательного аппарата от заданного курса, дифференцирующий нелинейный, инвертирующий, усилительные элементы, выходной и промежуточный сумматоры, причем датчик отклонения летательного аппарата от,заданной траектории связан с входами дифференцирующего и первого усилительного элементов, выход первого усилительного элемента через

„„Я0„„6 77 2 промежуточный сумматор и нелинейный элемент соединен с входом выходного сумматора, датчик отклонения курса летательного аппарата от заданного курса соединен через. второй усилительный и инвертирующий элементы с входом промежуточного сумматора и через третий усилительный элемент — с входом выходного сумматора, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества управления, выход дифференцирующего элемента соединен с входом промежуточного сумматора.

2. Система по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что нелинейный элемент выполнен в виде параллельно соединенных ограничителя и усилительного элемента.

3. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что нелинейный элемент выполнен в виде параллельно соединенных двух ограничителей.

50 М (< Ê 1 ьЧподк 1К с огр огр 1-К

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть применено для траекторного управления летательным аппаратом, в частности для обеспечения захода на посадку по сигналу курсового радиоприемника.

Известна система траекторного управления содержа|цая датчик отклонения летательного аппарата (Л.А.) от за- 10 данной траектории, соединенный с выходным сумматором через дифференцирующий элемент и параллельно через первый усилительный элемент, промежуточный сумматор и ограничитель, 15 датчик отклонения курса летательного аппарата от заданного курса, соеди;-.;.нный с выходным сумматором через второй усилительный элемент и с промежуточным сумматором через третий усилительный и инвертирующий элементы.

Недостатком известной системы является резкое накренение л.а. при входе в линейную зону сигнала Е, датчи- 5 ка отклонения л.а. от заданной траектории и его колебания по крену при движении с курсом подхода в зоне насыщения сигнала Е

Целью изобретения является улуч- шен;е качества управления.

Указанная цель достигается тем, что выход дифференцирующего элемента соединен с входом промежуточного сумматора. 35

При этом нелинейный элемент выполнен в виде параллельного соединения ограничителя и усилительного элемента, либо в виде параллельного соединения двух ограничителей. 40

На фиг.1 изображена блок-схема системы на фиг,2 — схема первого варианта нелинейного элемента и гра-. фики функций этого элемента и его составных частей, на фиг,3 — схема .45 и графики второго варианта нелинейного элемента, на фиг.4 — схема захода летательного аппарата на посадку (а) и осциллограммы изменения сигналов (б).

Система содержит датчик 1 отклонения летательного аппарата от заданной траектории, датчик 2 отклонения курса л.а. от заданного курса, дифференцирующий элемент 3 с передаточной 55 ,функцией К p, усилительный элемент 4 с передаточной функцией усилительные элементы 5 и 6 с одина732 2 ковой передаточной функцией К,, инвертирующий элемент 7, нелинейный элемент 8, промежуточный 9 и выходной 10 сумматоры. Датчик отклонения л,а. от заданной траектории через параллельно включенные дифференцирующий 3 и усилительный 4 элементы соединен с входом промежуточного сумматора 9, выход которого через нелинейный элемент 8 связан с входом выходного сумматора 10. Датчик 2 через усилительный 5 и инвертирующий

7 элементы соединен с входом промежуточного сумматора 9 и через усилительный элемент 6 — с входом вы-. ходного сумматора 10.

На фиг,2,а показан один из предлагаемых вариэнтов выполнения нелинейного элемента 8. В данном случае элемент 8 выполнен в виде параллельного соединения ограничителя 11 и усилительного элемента 12. Фиг.2,б показывает графики функций элементов

11 (кривая 1), 12 (прямая 2) и всего нелинейного элемента 8 (кривая 3) в зависимости от входного сигнала

Х;„ элемента 8.

На фиг.3,а показан второй вариант выполнения элемента 8. В этом случае он представляет собой параллельное соединение ограничителя 11 и ограничителя 13. Фиг З,б показывает графики функций ограничителей 11 (кривая

1) и.13 (кривая 2) и всего элемента

8 (кривая 3).

Система с нелинейным элементом 8 (см.фиг.2) работает следующим образом.

Предварительно настраиваются параметры элемента 8. Для этого коэффициент усиления К, ограничителя

11 (в пропорциональной части его характеристики) устанавливается в диапазоне. 0,7-0,85, коэффициент усиления K элемента 12 устанавливается равным 1 в К, уровень, ограничения ограничителя 11 устанавливается равным

В где ", К ., К вЂ” характеристики элементов системы клоак. — установленная величина курса подхода (обычно 44 по,х =.30 ) 3 6 неличин» ограничения сигнала E датчиком

1. Передаточные функции элементов системы 3-6 устанавливан>тся такие же, что и в известных системах.

На фиг.4 показано действие системы на примере траекторного управления л.а. при заходе на посадку по сигналу курсового радиомаяка. На фиг.4,а показана схема захода. Обозначения: ВПП вЂ” взлетно-посадочная полоса, КРМ вЂ” курсовой радиомаяк, На фиг.4,б показаны соответствующие осциллограммы сигналов; Е, 4у и, В начале разворота сигнал, приходящий на выходной сумматор 10 с усилительного элемента 6, превышает сигнал, приходящий на тот же сумматор с нелинейного элемента 6.

Разность этих сигналов приводит к образованию сигнала заданного крена, разворачивающего л.а. н сторону уменьшения сигнала 6y . При уменьшении сигнала Л до величины

6у„,„„(момент 1, ) сигналы с выходов элементов 8 и 6 сравниваются, что приводит к уменьшению заданного крена до нуля, после чего л.а. движется прямолинейно с курсом, равным курсу подхоДа 11g „«„, Непрямо линейная характеристика сигнала E в его насыщенной части приводит к появлению на выходе элемента 3 производной K f . Однако на выход сисЕ темы этот сигнал приходит ослабленным нелинейным элементом 8, работающим на пологом участке своей характеристики. Вход л.а. в зону пропорциональной характеристики сигнала Г (момент 4 ) сопровождается появлением значительного сигнала Е К Я на выхоE де элемента 3. Этот сигнал также проходит на выход системы ослабления коэффициентом К, .с которым в это время работает нелинейный элемент 8. В результате заданной крен

„ плавно нарастает, после чего медленно уменьшается до нуля, обеспечивая нормальное вписывание" л.а. на заданную траекторию. В конце переходного процесса выхода л.а. на задан ную траекторию сигнал на входе нели—

82732 4 нейного шемента 8 уменьшается, этот элемент работает на крутом участке своей характеристики с коэффициентом усиления, равным единице. Отсюда следует, что в конце переходного процесса и после его окончания динамические и статистические характеристики управления, обеспечиваемые предлагаемой системой, совпадают с харак1О теристиками известных систем-аналогов.

Нелинейный элемент 8, выполненный в виде параллельного соединения двух ограничителей (фиг.3), настраивается следующим образом. Характеристик» ограничителя 11 не изменяется. Коэффициент усиления ограничителя 13 (в пропорциональной части его характеристики) устанавливается равным

20 Уровень ограничения ограничителя 13 устанавливается равным к,к б„

Х2 вар

25 Действие системы, нелинейный элемент 8 которой выполнен в виде соеди нения ограничителей l1 и 13, отличается лишь на этапе движения, л.а. на курсе подхода. В связи с тем, что нелинейный элемент 8 работает на этом этапе в точке его характеристики, соответствующей границе пропорциональной части ограничителя 13, сигнал производной К обусловленный непрямолинейностью характеристики насы5 щения сигнала Е,,,направленный на уменьшение курса подхода, проходит через элемент 8, ослабленный соответственно коэффициенту К . Тот же

4р сигнал, но направленный на увеличение курса подхода, через элемент 8 не проходит совсем. Тем самым достигается еще большее ослабление колеба1 ний л.а. по крену при его движении

45 на курсе подхода.

Таким образом значительно улучшается качество траекторного управления летательным аппаратом при его стабилизации на заданной траектории, если характеристика датчика отключения л,а. от заданной траектории имеет насыщение.

68773?

Составитель А. Блохин

Техред N.Xîäàíè÷ Корректор М. Самборская

Редактор Л. Письман

Заказ 6053/1 Тираж 403

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4