Система управления боковым движением беспилотного малоразмерного летательного аппарата

(5)5 В ЕНТНО ГОСУДАРСТВЕНЮ ВЕДОМСТВО ССС (ГОСПАТЕНТ ССС ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСКОМ(71) Казанский авиационный институт им.А.Н.Туполева(56) Авторское свидетельство СССР В 531332, кл. 6 05 0 1/08.Боднер В.А. Системы управления ЛА, М.: Машиностроение, 1973, с.87, с.181-182. (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БОКОВЫМ ДВИЖЕНИЕМ БЕСПИЛОТНОГО МАЛОРАЗМЕРНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА(57) Изобретение относится к автоматическому регулированию, а именно к системам управления полетом беспилотного малоразмерного летательного аппарата. Целью изобретения является повышение устойчивости малоразмерного летательного аппарата по крену. Сущность предложения заключается в том, что в систему введены последовательно соединенные первый датчик 12 давления, блок 14 вычитания, блок 15 формирователя сигнала угла скольжения, второй датчик 13 давления, вход которого связан с вторым входом блока 14 вычитания, а также датчик 17 скорости полета, выход которого связан с вторым входом вычислителя 11 значений угла крена, третий, четвертый, пятый и шестой входы которого связаны соответственно с выходами радиоприемника 16, датчика 6 угловой скорости крена, датчика 1 угловой скорости рыскания и датчика 5 положения руля направлений, а также в том, что вычислитель значений угла крена выполнен в виде, последовательно соединенных первого блока умножения, дифференцирующего звена и первого сумматора, а также последовательно соединенных блока переменных коэффициентов, второго сумматора, второго блока умножения и первого апериодического звена. выход которого связан с вторым входом первого сумматора, второго апериодического звена, и третьего блока умножения, 1 э.п.ф-лы, 2 ил.55 Изобретение относится к система уп равления, а именно к системам управленияполетом беспилотных малоразмерных летательных аппаратов,Целью изобретения является повышение устойчивости летательного аппарата по,крену,На фиг,1 приведена блок-схема системы управления боковым движением беспилотного МЛА; на фиг.2 - блок-схемавычислительного угла крена.Система управления боковым движением МЛА содержит: датчик 1 угловой скорости рыскания, сумматор 2. усилитель 3,привод 4 руля направления, датчик 5 положенил руля направления, датчик б угловойскорости крена, сумматор 7, усилитель 8,привод 9 элеронов, вычислитель 11 значений угла крена, датчики 12 и 13 давления,блок 14 вычитания, формирователь 15 значений сигнала скольжения, радиоприемник16, датчик 17 скорости полета.Вычислитель значений угла крена 11 содержит первый 18 и второй 19 сумматоры,первый 20, второй 21 и третий 22 блокиумножения, первое 23 и второе 24 апериодические звенья, блок 25 перел 1 енного коэффициента, дифференцирующее звено 26,Система управления боковым движением беспилотного малоразмерного летательного аппарата работает следующимобразом,В системе реализованы законы управления с жесткой обратной связью. Законыуправления имеют видв канале руля направленияд= к 1 пд+ О., (1)в канале элероновд, = кукгу+ ц . Р)Здесь д д, - углы отклонения соответственно руля направления и элеронов;ф, у - угловые скорости соответственнорыскания и крена;Он, Ов - сигналы задатчика режигловдвижения МЛА,В том случае, если управление МЛА осуществляется по радио, сигналы О, Ов являются выходными сигналами бортовогорадиоприемника 16. Если же полет выполняется по жесткой программе, эти сигналымогут подаваться в каналы управления с выхода программного устройства, которое вэтом случае должно входить в состав бортового оборудования,Чувствительными элементами системыуправления боковым движением МЛА являются датчики угловой скорости рыскания 1и крена 6. датчики 12 и 13 давления, датчики17 скорости полета. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 На выходе радиоприемника 16 формируется сигнал И, определяющий режим полета МЛА, поступающий на управляющие воды формирователя значений сигнала угла скольжения 15.Датчик угловой скорости рыскания 1 вырабатывает сигнал, пропорциональный угловой скорости рыскания г, который поступает на первый вход сумматора 2 и на второй вход вычислителя значений угла крена 11.На выходе датчика угловой скорости крена б вырабатывается сигнал, пропорциональный угловой скорости крена у, Этот сигнал поступает на первый вход сумматора 7 и на первый вход вычислителя 11 значений угла крена,С выхода датчика 17 скорости полета на шестой вход вычислителя 11 значений угла крена подается сигнал, пропорциональный текущей скорости полета МЛА,Датчики 12 и 13 давления установлены на поверхности крыла в месте стыка консолей и фюзеляжа симметрично относительно продольной оси ЛА, На выходах датчиков 12 и 13 формируются сигналы, пропорциональные изменению давленияЛРпр =+ЛР+ЛрвЛ Рлев = + Л Р + Л Рвгде Лрпр, Лрпвв - изменения давления на правой и левой консолях крыла соответственно,Л р - изменение давления с определенным знаком, обусловленное скольжением МЛА;Л р, - изменение давления, вызванное атмосферными возмущениямиЭти сигналы поступают на входы блока 14 вычитания, на выходе которого получается сигнал разности, Например, еслиЛрпр =Лр+Лрв,Лрлев = ЛР +Лрвполучаегл на выходе блока 142 Лр =Лр, - ЛрлевСигнал 2 Л р поступает на информационный вход формирователя 15 значений сигнала угла скольжения, на управляющий вход которого подается сигнал с выхода радиоприемника 16, В формирователе 15 с помощью таблиц значений реализованы функции/3= Г(Лр)для основных режимов полета, Сами функции могут быть получены экспериментально. В простейшем случае достаточно рассмотреть три режима ( " 1 - 3): режим набора высоты; режим горизонтального полета; режим снижения.Выбор соответствующей зависимостиГ(Л р) для конкретного режима выполняется по сигналу О радиоприемника 16. Сигнал,пропорциональный скольжению 3, поступает с выхода формирователя 15 значенийсигнала угла скольжения на четвертый входвычислителя 11 значений угла крена,Вычислитель значений угла крена реализует алгоритм (см,фиг.2).На входы блока 22 умножения подаютсясигналы 3 и Ч, Сигнал с выхода блока 22поступает на вход дифференцирующегозвена 26, на выходе которого формируетсяУ 9сигнал ( 9 3, поступающий на третийтр+1вход сумматора 19. Сигнал у поступает навход апериодического звена 24. На выходеТэтого звена формируется сигнал у,Тр+1который поступает на второй вход сумматора 19.Сигнал, пропорциональный произведению Ч Р формируется на выходе блока 22умножения и поступает на четвертый входсумматора 18,По сигналу О радиоприемника 16,поступающему на управляющий блок25 переменных коэффициентов, на информационный вход которого подается сигналу, на выходе блока 25 формируется сигналао у, где ао - значение угла атаки для определенного режима полета. Этот сигнал подается на третий вход сумматора 18. Навходы блока 21 умножения поступает сигналы ди Ч, а на выходе формируется сигнал,пропорциональный произведению Ч д, который поступает на второй вход блока 18,На первый вход сумматора 18 поступаетсигнал ф, В результате на выходе сумматора 18 формируется сигнал суммы(С 2 ЯБН . С 2 ЯБН)дн2 а 2 аторый поступает на первый вход блока 20умножения, на второй вход которого подается сигнал Ч. Сигнал с выхода блока 20пропускается через апериодическое звено23, на выходе которого формируется сигнал,который подается на первый вход сумматора 19, На выходе этого сумматора, которыйтакже является выходом всего вычислителя11 значений угла крена, формируется сигнал, пропорциональный текущему значению угла крена у МЛА,Этот сигнал с выхода вычислителя 11значений угла крена поступает на четвертый вход сумматора 7,Отклонение руля направления в каналарыскания проходит в соответствии с эако 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ном (1), а отклонение элеронов в канале крена - в соответствии с законом (2).Блок 25 переменных коэффициентов можно реализовать в виде блока, содержащего параллельно подключенные цепи, в каждую из которых входит ключ и переменный резистор. Управляющий сигнал О, определяющий конкретный режим полета, замыкает соответствующий ключ, и сигнал, пропорциональный у, поступает на третий вход сумматора 18 с соответствующим коэффициентом передачи, настройки которого зависит от значения б"лансировочного угла атаки а для конкретного режима полета,Формирователь 15 значений си нала угла скольжения может быть реализован по одной из известных схем с помощью таблиц значений, полученных экспериментально, на базе диодных нелинейных преобразователей.Блоки умножения и суммирования выпускаются серийно в виде интегральных микросхем,Таким образом, благодаря введению вычислителя значений у,ла крена, радиоприемника, двух датчиков давления, датчика скорости полета, блока вычитания и формирователя сигнала угла скольжения получена система управления боковым движением беспилотного малоразмерного летательного аппарата, в котором повышается устойчивость по крену,Формула изобретения 1, Система управления боковым движением беспилотного малоразмерного летательного аппарата, содержащая последовательно соединенные датчик угловой скорости крена, первый сумматор, первый усилитель и привод элеронов, датчик положения элеронов, вход которого связан с выходом привода элеронов, а выход - с вторым входом первого сумматора, последовательно соединенные датчик угловой корости рыскания, второй сумматор, второй усилитель и привод руля направлений, датчик положения руля напряжений, вход которого связан с выходом привода руля направления, а выход с вторым входом второго сумматора, радиоприемное устройство. первый и вторпй выходы которого соотвественно по сигналам скорости разворота и угла крена связаны с третьими входами первого и второго сумматоров, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения уст йчивости летательного аппарата по крену, в нее введены последовательно соединенные первый датчик давления, блок вычитания, блок формирования сигнала угла скольжения, второй1825746 Составитель Н.МорозаТехред М.Моргентал едактор Л.Волкова Ко Р С,Лиси каз 2303 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Р ушская наб 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 вход которого связан третьим с выходом радиоприемного устройства по командному сигналу и вычислитель значений угла крена, выход которого соединен с четвертым входом первого сумматора, второй датчик давления, выход которого связан с вторым входом блока вычитания, датчик скорости полета, выход которого связан с вторым входом вычиЧли 1 еля угла крена, третий и четвертый входы которого связаны соответственно с третьим выходом радио- приемного устройства по командному сигналу и с выходом датчика угловой скорости крена, а пятый и шестой входы - соответственно с выходами датчика угловой скорости рыскания и датчика положения руля направления.2. Система по п,1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что вычислитель значений угла крена выполнен в виде последовательно соединенных первого блока умножения, дифференцирующего звена и первого сумматора, выход которого является входом вычислителя значений угла крена, последовательно соединенных блока переменного коэффициента, второго сумматора, второго блока умножения и первого апериодического звена, выход которого связан с вторым входом 5 первого сумматора, второго апериодического звена, выход которого связан с третьим входом первого сумматора, а также третьего блока умножения, выход которого связан с вторым входом второго сумматора, третий 10 вход которого связан с выходом первогоблока умножителя, причем вход блока переменного коэффициента соединен с входом первого апериодического звена и является первым входом вычислителя значений угла 15 крена, четвертый вход второго сумматора,первый вход третьего блока умножения, первый вход первого блока умножения и второй вход блока переменного коэффициента являются соответственно вторым, 20 третьим и пятым входами вычислителя значений угла крена, вторые входы первого, второго и третьего блоков умножения объединены и являются шестым входом вычислителя значений угла крена.