Geum.ru


Синтез алгоритмов согласованного управления пространственным движением беспилотным летательным аппар...

Дипломная работа - Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование



риях:

  1. движение по прямой со скоростью 30 м/с;
  2. набор высоты с 1000м до 1200м за 30с на скорости 50 м/с;
  3. мертвая петля радиусом 500м и начальной скоростью 50 м/с.

2.3.5 Настройка регулятора

Запишем уравнение (1.2.20) в проекции на ось ОZ в виде

.(2.3.30)

Для построения алгоритма управления необходимо найти оценки функций и . Так как модель беспилотного летательного аппарата нам полностью известна, то при дифференцировании функции найдем значения и .

(2.3.31)

(2.3.32)

(2.3.33)

(2.3.34)

Для построения контроллера используем алгоритм пропорционального управления.

(2.3.35)

Исходя из условия сходимости был выбран коэффициент в уравнении (2.3.35):

Было проведено ЛА в среде Vissim на 3 траекториях:

  1. движение по прямой со скоростью 30 м/с;
  2. набор высоты с 1000м до 1200м за 30с на скорости 50 м/с;
  3. мертвая петля радиусом 500м и начальной скоростью 50 м/с.

Заключение

В ходе проделанной работы были достигнуты следующие результаты:

  • Синтезированы нелинейные законы согласованного управления летательным аппаратом для пилотажного и траекторного уровня;
  • Проведенные имитационные испытания алгоритмов управления показали высокую надежность и точность регулирования.

Математическая модель является универсальной и может быть настроена на любой летательный аппарат путем выставки соответствующих коэффициентов и начальных условий. Разработанная математическая модель может рассматриваться как инструмент для исследования динамики жестких летательных аппаратов.

Перечень литературы

  1. Буков В.Н. Адаптивные прогнозирующие системы управления полетом. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. 232с.
  2. Aerosim Blockset v. 1.1. Users Guide., 2003. -192с.
  3. Мирошник И. В., Никифоров В. О., Фрадков А.Л. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами. СПб.: Наука, 2000. 549 с.
  4. Дорф Р. Современные системы управления. Р.Дорф, Р.Бишоп. Пер. с англ. Б.И. Копылова. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. 832 с.
  5. Мищенко А.С., Фоменко А.Т. Курс дифференциальной геометрии и топологии. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1980 439 с.
  6. Висленов Б.В., Кузьменко Д.В. Теория авиации. Москва 1939.

Приложение А Описание параметров модели

Описание параметра моделиВеличина / ед. измеренияАэродинамические справочные параметрыСредняя аэродинамическая хорда крыла, ba0.189941, мРазмах крыла, l2.8956, мПлощадь крыла, S0.55, м2Точка приложения аэродинамической силы, rAC[0.1425; 0; 0], мАэродинамические коэффициентыКоэффициент лобового сопротивленияМинимальное лобовое сопротивление, 0.0434Производная по управлению креном (элероны), 0.0302Производная по управлению тангажем (руль высоты), 0.0135Производная по управлению подъемом (закрылки), 0.1467Производная по управлению рысканьем (руль направления), 0.0303Производная по числу Маха, 0Коэффициент Освальда, e0.75Коэффициент подъемаКоэффициент подъема при нулевом угле тангажа, -0.23Производная первого порядка по углу атаки, -5.6106Производная по управлению подъемом (закрылки), -0.74Производная по управлению тангажем (руль высоты), -0.13Производная второго порядка по углу атаки, -1.9724Производная по угловой скорости тангажа, -7.9543Производная по числу Маха, 0Коэффициент боковой силыПроизводная по углу скольжения, -0.83Производная по управлению креном (элероны), -0.075Производная по управлению рысканьем (руль направления), 0.1914Производная по угловой скорости крена, 0Производная по угловой скорости рысканья, 0Производная по числу Маха, 0

Коэффициент момента кренаПроизводная первого порядка по углу скольжения, -0.13Производная по управлению креном (элероны), -0.1695Производная по управлению рысканьем (руль направления), 0.0024Производная по угловой скорости крена, -0.5051Производная по угловой скорости рысканья, 0.2519Производная по числу Маха, 0Коэффициент момента рысканьяПроизводная первого порядка по углу скольжения, -0.0726Производная по управлению креном (элероны), -0.0108Производная по управлению рысканьем (руль направления), 0.0693Производная по угловой скорости крена, 0.069Производная по угловой скорости рысканья, 0.0946Производная по числу Маха, 0Коэффициент момента тангажаКоэффициент подъема при нулевом угле тангажа, 0.135Производная первого порядка по углу атаки, -2.7397Производная по управлению подъемом (закрылки), 0.0467Производная по управлению тангажем (руль высоты), -0.9918Производная второго порядка по углу атаки, -10.3796Производная по угловой скорости тангажа, -38.2067Производная по числу Маха, 0ИнерцияМасса самолета при пустых баках, mempty8.5, кгМасса самолета при полных баках, mgross13.5, кгПоложение центра масс при пустых баках, CGempy[0.156; -0.079; 0], мПоложение центра масс при полных баках, CGgross[0.159; -0.090; 0], мМоменты инерции при пустых баках, Jempy[0.7795; 1.752; 1.122; 0.1211], кгм2Моменты инерции при полных баках, Jgross[0.8244; 1.759; 1.135; 0.1204],

кгм2

ДвигательТочка приложения силы тяги двигателя, rPC[0; 0; 0], мРадиус пропеллера, Rprop0.254, мМомент инерции пропеллера, Jprop0.002, кгм2Момент инерции вала двигателя, Jeng0.001, кгм2Зажигание, ign1Прочие параметрыЧисло пи, 3.14Радиус экватора, 6378137, мПервая экiентричность, 0.081819191Ускорение свободного падения на экваторе, 9.780327 м/c2Гравитационная постоянная, 0.00193185Давление на уровне моря, 102300, ПаТемпература на уровне моря, 291.15, КНачальные значенияНачальное положение в пространстве по OXg, 0, мНачальное положение в пространстве по OYg, 1000, мНачальное положение в пространстве по OZg, 0, мНачальная скорость по OX, 25, м/cНачальная скорость по OY, 0, м/cНачальная скорость по OZ, 0, м/cНачальная загрузка топлива, fl2, кг