Как было отмечено в предыдущих главах, в состав бортового комплекса БЛА должна входить система автоматической посадки, обеспечивающая выполнение посадки с требуемой точностью и обладающая заданными характеристиками отказоустойчивости. Сложность построения такой системы обусловлена тем, что только часть координат БЛА может быть измерена с помощью бортовых датчиков. Введение в систему управления оптимального фильтра Калмана позволяет оценить некоторые не измеряемые координаты объекта управления на основании информации от штатных измерителей, тем самым обеспечить контроль за состоянием БЛА на всем протяжении посадки, а также использование полученных оценок в законе управления [7]. В данной работе исследуется процесс оценки необходимых координат при посадке только в боковом канале на наиболее ответственном этапе спуска по глиссаде и приземления.

Для более быстрой компенсации воздействия бокового ветра (по сравнению с применением классических законов управления) предлагается предварительно оценить силу бокового ветра для последующего использования полученной оценки при формировании закона управления. Для этого с помощью фильтра Калмана получим оценку угла скольжения БЛА (предполагается, что информация о всех остальных угловых скоростях и координатах может быть получена с внешних систем, обладающих некоторыми погрешностями измерений, максимальное значение которых известно заранее).

Модель движения БЛА в горизонтальной плоскости представлена в виде системы линеаризованных уравнений

где - угол скольжения ЛА;

– угловая скорость вращения ЛА вокруг оси Ох;

– угловая скорость вращения ЛА вокруг оси Оу;

– угол крена ЛА;

– угол курса ЛА;

Z – боковое отклонение от линии заданного пути;

– угол отклонения элеронов;

– угол отклонения рулей направления;

– коэффициенты математической модели бокового движения БЛА;

Рассмотрим линейный стационарный объект, описывающийся линейным дифференциальным уравнением вида:

Где - вектор переменных состояния БЛА;

- вектор измерений;

- сигнал управления;

- вектор ветрового возмущения;

- вектор шумов измерений;

- матрица объекта;

- матрица случайного ветрового возмущения на входе объекта;

- матрица измерений на выходе объекта;

B – матрица управления,

Матрицы предполагаются известными. Тогда

Зададимся погрешностями датчиков, имеющихся на борту самолета и среднеквадратичным значением скорости порывов ветра: при измерении углов - = 0.0172 рад; = 0.05 рад; при измерении угловых скоростей - = 0.0029 рад/сек; = 0.0029 рад/с; среднеквадратичное значение скорости порывов ветра - 2 м/сек.

Оценивание неизмеряемых координат БЛА проводится с использованием фильтра Калмана. Предложенный Рудольфом Калманом в 1960 году алгоритм цифровой фильтрации сразу получил положительные отзывы специалистов: развитие вычислительной техники к тому времени уже находилось на достаточно высоком уровне, а кроме того существовал ряд задач (например, совместное использование навигационных систем разной природы), требовавших удобного средства обработки данных в реальном времени. Однако вскоре было признано, что практическое применение фильтра Калмана, несмотря на простоту алгоритма, требует особого внимания к построению математических моделей обрабатываемых процессов, а также к точности компьютерной арифметики. С учетом этих требований впоследствии было разработано и опробовано множество вариантов применения алгоритма Калмана при решении задач навигации, геодезии, геологии, океанографии, гидродинамики и многих других областей знания [6].

Другое по теме:

Система технического осмотра и ремонта
Основой системы ТО и ремонта являются ее структура и нормативы. Структура системы определяется видами (ступенями) соответствующих воздействий и их числом. Нормативы включают конкретные значения периодичности воздействий, трудоемкости, перечни операций и ряд других. Структура системы ТО ...

Организация автомобильных перевозок и безопасность движения
Таблица 1 - Исходные данные Вид груза Грузо- отправитель Наличие груза, т. Грузо- получатель Потребность в грузе, т Koэф-т выпуска а Время в наряде Тн ч Известняк ...

Проектирование станции технического обслуживания
Автомобильный транспорт играет большую роль в экономической и социальной жизни общества. Он отличается высокой маневренностью и способностью осуществлять прямую доставку грузов и людей (без участия других видов транспорта). Благодаря высокой мобильности автомобильного транспорта он ши ...