Для проверки работоспособности и оптимальности спроектированного регулятора, необходимо было построить модель объекта управления, с помощью которой реализуется функциональная составляющая алгоритма, и проверить качество переходных процессов на устойчивость и управляемость системы управления.

Моделирование системы управления боковым движением БЛА проводилось в среде Simulink пакета MATLAB версии R2010b.

Simulink - интерактивный инструмент для моделирования, имитации и анализа динамических систем. Он дает возможность строить графические блок-диаграммы, имитировать динамические системы, исследовать работоспособность систем и совершенствовать проекты. Simulink полностью интегрирован с MATLAB, обеспечивая немедленным доступом к широкому спектру инструментов анализа и проектирования. Эти преимущества делают Simulink наиболее популярным инструментом для проектирования систем управления.

Моделирование системы управления без учета ветрового возмущения

Схема моделируемой системы управления в целом соответствует функциональной схеме бокового движения летательного аппарата, представленной на рисунке 1.3.2.4. Данная схема включает в себя несколько контуров, решающих различные функциональные задачи СУ. Вся СУ строится на основе иерархического подхода: сначала строится контур демпфирования, затем, на его основе, - система стабилизации заданного угла крена, затем, на их основе, - контур стабилизации заданного угла рысканья, и в самом конце – система стабилизации отклонения по боковому пути. Такое представление структурной схемы СУ боковым движением БЛА удобно тем, что каждая подсистема может быть статической или астатической, может рассматриваться полная или упрощенная её модель.

Построение контура демпфирования

Структурная схема рассматриваемого контура соответствует приведенной на рис. 1.3.2.1.

Система управления данным ЛА формирует управляющие сигналы в соответствии со следующими законами управления:

Где Zзад – заданное значение бокового отклонения ЛА от линии заданного пути.

Угловая скорость по крену ωх измеряется датчиком угловой скорости и через блок обратной связи поступает на вход усилителя , где суммируется с сигналом заданной угловой скорости по крену.

Рис.1.3.2.1 Структурная схема контура демпфирования

Передаточная функция разомкнутой системы по угловой скорости крена в случае идеального сервопривода при ненулевом входном воздействии представляется апериодическим звеном

(1.3.2.1)

,

(1.3.2.2)

где .

Тогда передаточная функция замкнутой системы будет иметь вид:

(1.3.2.3)

,

(1.3.2.4)

где .

Теоретически в системе могут быть получены сколь угодно быстрые переходные процессы регулирования. Однако, реально область допустимых параметров системы ограничена быстродействием исполнительного привода.

(1.3.2.5)

Закон формирования сигнала управления угловой скоростью крена выглядит следующим образом:

.

Построение контура стабилизации крена

По аналогии с ранее рассмотренным построением контура демпфирования строится и контур стабилизации угла крена. Сигнал заданного угла крена формируется в вычислителе системы траекторного управления. На рис.1.3.2.2 показана исходная, а на рис. 1.3.2.3 – расчетная структурные схемы автомата стабилизации заданного угла крена.

Другое по теме:

Морское судоходство и задачи по обеспечению его безопасности
Мировой океан занимает три четверти поверхности планеты, обладает колоссальными, недостаточно используемыми топливно-энергетическими и минеральными ресурсами, В Мировом океане проходят важнейшие транспортные коммуникации, обеспечивающие устойчивость хозяйственных связей прибрежных госуда ...

Электропривод якорно-швартовного устройства
Основные технические требования к якорно-швартовным механизмам с электрическим приводом предусмотрены ГОСТ 5875-69 Ниже приводятся требования к первой группе якорно-швартовных механизмов, к которой относятся брашпили, якорно-швартовные шпили, якорные шпили, якорно-швартовные лебедк ...

Прокладка нефтепровода через водные преграды
В настоящее время география нефтеперерабатывающей промышленности не всегда совпадает с районами ее переработки. Поэтому задачи транспортировки нефти привели к созданию большой сети нефтепроводов. По размеру грузооборота нефтепроводный транспорт в 2,5 раза превзошел железнодорожный в част ...