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].

Страницы: 1 2 3

Другое по теме:

Развитие мирового сотрудничества России в области гражданской авиации
С каждым годом всё больше и больше находят спрос за рубежом разработки российских учёных. Но иностранные предприятия предлагают показать то, на что способны российские учёные лишь на небольших, малобюджетных «контрактиках», невыгодных нам. Существуют лишь несколько крупных проектов, где р ...

Организация технического обслуживания и материально-технического обеспечения машинно-тракторного парка
Период перехода страны к рыночной экономике, превратившийся для неё в новый сокрушительный революционный процесс, обусловленный принятием монетарной модели реформирования, а не гибкой стратегии преобразований, ориентированных на бережливое отношение к созданным материальным и другим ценн ...

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 ...