Вычислитель угла атаки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 9) П 1) А 151) 06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71)Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им, Серго Орджоникидзе(54) (57) ВЫЧИСЛИТЕЛЬ УГЛА АТАКИ, содержащий три сумматора и первый делитель напряжения, причем выход первого сумматора подключен к первомувходу второго сумматора, о т л и ч аю щ и й с я тем, что,.с целью повышения точности вычислений и расшире :.ния его функциональных воэможностейза счет одновременного вычислениякоординаты положения центра масс изапаса статической устойчивости движущегося объекта, в него введенызадатчик момента инерции объектаотносительно поперечной оси, датчикугловой скорости, датчик отклонениярУля высоты, задатчик балансировочного угла атаки, датчик положениязакрылок, задатчик балансировочногозначения координаты положения центрамасс, датчик местного угла атаки,пять функциональных преобразователей, два фильтра низкой частоты, второй делитель напряжения, три интегратора, пять сумматоров, три ключа,причем выходы задатчика момента инерции объекта относительно поперечнойоси и датчика углового ускорения подключены соответственно к первому ивторому входам первого Функционального преобразователя, третий и четвертый входы которого являются соответственно входом задания скоростного напора и входом задания числа Маха устройства, вход задания числа Маха соединен с первыми входами второго, третьего, четвертого и пятого функциональных, преобразователей, выход первого функционального преобразователя подключен к первому входу третьего сумматора и через первый Фильтр частот - к первому входу четвертого сумматора, выход которого соединен с первым входом первого делителя напряжения, выход последнего подключен к первому входу пятого сумматора, выход которого через первый ключ соединен с входом первого интегратора., выход последнего подключен Е к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединей с выходом задатчика балансировочного значения координаты положения центра,масс, выход датчика угловой ско рости подключен к второму входу второго функционального преобразователя третий вход которого является входом задания скорости движения устройства выход второго функционального преобразователя соединен с вторым входом третьего сумматора и через второй фильтр низких частот подключен к второму входу четвертого сумматора, выход датчика отклонения руля высотысоединен с вторым входом третьегофункционального преобразователя, выход которого подключен к первому вхо ду шестого сумматора, выход которого соединен с третьим входом третьего сумматора и через второй ключ подключен к входу второго интегратора, вы.ход которого соединен с третьим входом четвертого сумматора и вторым входом шестого сумматора, выход задат. чика балансировочного угла атаки подключен к второму входу пятого сумматора, выход датчика положения закрылок соединен с вторым входом четвер1072069 того функционального преббразоватейя,выход которого подключен к второмувходу второго сумматора, выход последнего соединен с вторым входом первогоделителя напряжения, выход которогоподключен к первому входу седьмогосумматора, выход последнего являетсяпервым выходом устройства, вторымвыходом которого является выход второго сумматора, выход первого сумматораявляется третьим выходом устройства,выход датчика местного угла атаки Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в системе автоматического управления движущимся объектом, например самолетом. 5Известен вычислитель угла атаки, предназначенный для выполнения вычислений с использованием сумматоров, множйтелей, делителей, фильтров и функциональных преобразователей 11 . щНедостатком вычислителя является то, что точность вычисления углов ата. ки в большой мере зависит от точности измерения расхода горючего бортовыми средствами. 15Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вычислитель угла атакисостоящий из вычислителя воздушных параметров, трех акселерометров, вычислителя уг ла скольжения, делителя, восьми множителей, двух синусно-косинусных преобразователей, трех сумматоров, двух масштабных множителей и дифференцирующего элемента, причем вы ходы первого, второго и третьего акселерометров подключены соответственно к первым входам первого, второго . и третьего множителей, выход вычис" лителя угла скольжения соединен с входом первого синусно-,косинусного преобразователя, первый выход которого подключен к вторым входам второго и третьего множителей, а второй выход синусно-косинусного преобразователя соединен с вторым входом первого множителя, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, выход последнего соединен с первым входом второго сумматора, выход которого подключен к первому входу четвертого множителя, выход последнего соединен с входом первого масштабного множителя, выход которого является выходом устройства и подключен к входу второго синусно-косинусного преобразователя, первый выход соединен с вторым входом пятого функционального преобразователя, выходкоторого подключен к первому входувосьмого сумматора, выход последнегочерез третий ключ соединен с входомтретьего интегратора, выходкоторогоподключен к третьему входу пятогосумматора и к вторым входам седьмогои восьмого сумматоров, выход третьегосумматора соединен с вторымвходом второго делителя напряжения. последнего соединен с первыми входами пятого и шестого множителей, а второй выход второго синусно-косинусного преобразователя подключен к первым входам седьмого и восьмого множителя, выход второго множителя соединен с вторыми входами пятого и седьмого множителей, выход третьего множителя подключен к вторым входам шестого и восьмого множителей, выходы пятого и восьмого множителей соединены соответственно с вторым и третьим входами первого сумматора, а выходы шестого и седьмого множителей подключены соответственно к первому и второму входам третьего сумматора, выход которого соединен с вторым входом четвертого множителя, первый выход вычислителя воздушных параметров подключен к первому входу делителя и входу дифференцирующего элемента, выход которого соединен с третьим входом второго сумматора, второй "выход вычислителя воздушных параметров подключен к второму входу делителя, выход которогочерез второй масштабный множитель соединен с четвертым входом второго сумматора.Отличительной особенностью из.вестного вычислителя является пред-. варительное вычисление текущей массы самолета с использованием зависимости видаС и.,Сф ра 5сСгде С и С - производные коэффициента подъемной силы поуглу атаки и отклонениюруля высоты;О - нормальное ускорение самолета;- угол отклонения рулявысоты;А; - угол атаки, измеренныйинтегральным способом;15 3скоростной напор,- площадь характерного сечения.Инерциальный угол атаки имеет погрешность, вызванную возмущениями дви жения самолета турбулентностью воздуше 5 ного потока 2 . Поэтому сигнал мас-. сы, измеренный таким образом, пропускают через Фильтр низкой частоты, затем по вычисленному значенИю массы производят вычисление истинного угла 10 атаки Ы. известным способом Недостатком известной схемы вычисления является зависимость точности вычисления массы от точности определения Сф и С;Ч ЧЦель изобретения - повышение . 20 точности вычислений угла атаки и рас-. ширение функциональных возможностей вычислителя за счет одновременного вычисления координаты положения центра масс и запаса статической устой чивости движущегося объекта.Указанная цель достигается тем, что в вычислитель угла атаки, содержащий три сумматора и первый делитель напряжения, причем выход пер- З 0 вого сумматора подключен к первому входу второго сумматора, введены эадатчик момента инерции объекта относительно поперечной оси, датчик углового ускорения, датчик угловой скорости, датчик отклонения руля высоты, задатчик балансировочного угла атаки, датчик положения закрылок, эадатчик балансировочного значения координаты положения центра масс, датчик местного угла атаки, 40 пять функциональных преобразователей, два фильтра низкой частоты, второй делитель напряжения, три интегратора, пять сумматоров, три ключа, причем выходы задатчика момента ивер ции.объекта относительно поперечной оси и датчика углового ускорения подключены соответственно к первому и второму входам первого функционального преобразователя, третий и чет вертый входы которого являются соответственно входом задания скоростного напора и входом .задания числа Маха устройства, вход задания числа Маха соединен с первыми входами вто рого, третьего, четвертого и пятого Функциональных преобразователей, выход первого функционального преобразователя подключен к первому входу третьего сумматора и через первый 60 фильтр низких частот - к первому входу четвертого сумматора, выход которого соединен с первым входом первого делителя напряжения, выход последнего подключен к первому входу пятого сумматора, выход которого через первый ;ключ соединен с входом первого интегратора, выход последнего подключен к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом задатчика балансировочного значения координаты положения центра масс, выход датчика угловой скорости подключен к второму входу второго ФунК- ционального преобразователя, третий вход которого является входом задания скорости движения устройства, выход второго Функционального преобразователя соединен с вторым входом третьего сумматора и через второй Фильтр низких частот подключен к второму входу четвертого сумматора, выход датчика отклонения руля высоты соединен с вторым входом третьего функционального преобразователя, выход которого подключен к первому входу шестого сумматора, выход которого соединен с третьим входом третьего сумматора и через второй ключ подключен к входу второго интегратора, выход которого соединен с третьим входом четвертого сумматора и вторым входом шестого сумматора, выход задатчи ка балансировочного угла атаки подключен к второму входу пятого сумматора, выход датчика положения закры-. лок соединен с вторым входом четвер-того функционального преобразователя, выход которого подключен к второму входу второго сумматора, выход последнего соединен с вторым входом первого делителя напряжения, выход кототорого подключен к первому входу седьмого сумматора, выход последнего является первым выходом устройства, вторым выходом которого являемся вы.ход второго сумматора, выход первого сумматора является третьим выходом устройства, выход датчика местного угла атаки соединен с вторым входом пятого Функционального преобразователя, выход которого подключен к первому входу восьмого сумматора, выход последнего через третий ключ соединен с входом третьего интегратора, выход которого подключен к третьему входу пятого сумматора и к вторым входам седьмого и восьмого сумматоров, выход третьего сумматора соединен с вторым входом второго делителя напряжения.На чертеже представлена структурная схема вычислителя угла атаки. Вычислитель состоит из задатчика 1 момента инерции объекта относительно поперечной оси, датчика 2 угло вого ускорения, датчика 3 угловой скорости, датчика 4 отклонения руля высоты эадатчика 5 балансировочного угла атаки, датчика б положения закрылок,эадатчика 7 балансировочного значения координаты положения центра1072069 Составитель И. ДубиниТехред М. Гергель ректорМ едакто ура емчи Заказ 128. 42 Тираж 6 ВНИИПИ Государстве по делам изобрете 3035, Москва, Жясное ного комитета ний и открыти Раушская наб д Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 торов 24, 27 и 28. На вход сумматора 28 подается также сигнал с вы.хода делителя 16. С выхода сумматора 28 снимается сигнал, характеризующий истинный угол атаки, с вы- хода сумматора 25 снимается сигнал, 5 характеризующий запас статической устойчивости, а с выхода сумматора 26 снимается сигнал, характеризующий текущее значение координаты центра масс. 10В комплексном режиме происходит осреднение значений угла атаки, полученных при помощи датчика 8 местных углов атаки, и к ним добавляются вычисленные значения динамических 15 поправок.Аналитический. режим работы вычислителя используется на режимах, при которых датчик 8 местных углов атаки дает большую погрешность, на-, пример при значительном боковом скольжении сомолета. При включении аналитического режима происходит размыкание ключей 29-31, тем самыми отключается датчик 8 местных углов атаки и в систему поступает запомненное интегратором 20 значение угла атаки, бывшее в момент отключения клю. чей 29-31, которое суммируется с вычисленными поправками.Предлагаемое техническое решение позволит с помощью датчиков произ водить вычисление истинного значения угла атаки с большей степенью точности и достоверности за счет добавок, связанных с динамикой:.полета.