В практике проектирования используется большое число методов синтеза алгоритмов управления продольным и боковым движением ЛА. Наибольшее распространение из них получили так называемые классические методы, основанные на анализе процессов управления во временной или частотной области, базирующихся на использовании линеаризованных стационарных динамических моделей ЛА в виде уравнений состояния или в виде матрицы передаточных функций [14].

Суть данного подхода заключается в следующем. Для некоторого фиксированного набора режимов полета, компонентами которого являются различные (заранее выбранные) значения высоты и скорости полета, нагрузки на крыло, угла атаки и т.д., находится множество соответствующих линеаризованных математических моделей ЛА.

Далее для каждой такой линеаризованной модели находятся уравнения состояния (или передаточные функции) линейного регулятора, обеспечивающего желаемое качество переходных процессов в замкнутом контуре управления ЛА при условии малости отклонения координат ЛА и параметров режима полета относительно их номинальных (базовых) значений. На следующем шаге используется метод “замороженных коэффициентов”, осуществляется “сшивание” или интерполяция коэффициентов усиления (передаточных чисел) полученных линейных регуляторов, применительно к различным режимам полета ЛА.

Таким образом синтезируется многорежимный линейный регулятор, параметры которого (вектор γ) автоматически подстраиваются в функции от измеряемых параметров, например высоты H и скорости V полета, с целью поддержания заданного качества САУ при изменении режима полета ЛА. (рис. 1.2).

Рис. 1.2 Схема системы управления ЛА с программной настройкой параметров регулятора

Вместе с тем, желание расширить диапазон режимов полета современного ЛА и добиться более высокой его маневренности может привести к тому, что программная настройка коэффициентов усиления оказывается нереализуемой из-за быстрых изменений динамики нелинейного объекта. Серьезные затруднения в связи с применением данного подхода возникают и в тех случаях, когда уравнения объекта управления являются существенно нелинейными (например, при выполнении маневра ЛА с большими углами атаки) или если эти уравнения известны приближенно. Кроме того попытки учесть возможно большее количество режимов полета на этапе проектирования САУ ЛА приводят к резкому увеличению требуемого объема вычислений, что предъявляет дополнительные требования к производительности и объему памяти бортовой ЭВМ. Наличие указанных выше нерешенных вопросов, безусловно, сужает сферу применения управляющих алгоритмов, связанных с программной настройкой коэффициентов усиления линейного регулятора, и затягивает процесс проектирование и доводку САУ. Тем не менее, большинство систем управления полетом, применяемых на современных боевых самолетах, спроектированы с использованием именно этого подхода, на практике неоднократно доказавшего свою работоспособность.

Другая интенсивно разрабатываемая идея базируется на утверждении о том, что эффективно управлять нелинейным объектом можно только с помощью адекватного ему нелинейного регулятора. Учитывая, что методы синтеза линейных систем на сегодня наиболее глубоко отработаны и изучены, обычно построение нелинейного алгоритма управления полетом осуществляют в два этапа. На первом из них, предполагается, что нелинейная динамическая модель ЛА как объекта управления известна, находится такой способ организации обратной связи (путем использования некоторых нелинейных преобразований по переменным состояния объекта), при котором полученный замкнутый контур управления (т.е. соединение “объект управления – звено обратной связи”) обладает линейными характеристиками. В силу наличия указанной особенности, данный способ построения регулятора принято называть линеаризацией на основе обратной связи. На втором этапе синтеза находится линейная часть алгоритма управления, обеспечивающая получение желаемых показателей качества системы в целом.

Другое по теме:

Управление электроснабжением потребителей электроэнергии на автомобилях и тракторах
Генераторные установки являются источником электрической энергии в системах электроснабжения автомобилей и тракторов (АиТ). Они состоят из электрогенератора, выпрямителя, регулятора напряжения и аккумуляторной батареи. Электрогенератор является энергетическим преобразователем механическо ...

Состав и управление главного энергетического комплекса двухвальной дизельной энергетической установки грузового судна
Судовая энергетическая установка – сердце и кровеносная система судна. Сама идея корабля, как автономного технического комплекса, способного выполнять полезные функции в условиях агрессивной внешней среды, изначально подразумевает неизбежную энергозависимость, которая со временем только р ...

Влияние конструктивных и эксплуатационных факторов на технико-экономические показатели машин
Значительный рост всех отраслей народного хозяйства требует перемещения большого количества грузов и пассажиров. В системе машин для комплексной механизации сельскохозяйственного производства тракторы и автомобили – мобильные энергетические и транспортные средства. Тракторы предназнач ...