Повышение точности управления боковым движением среднемагистрального самолета с использованием калмановского наблюдателя знакопеременного ветрового возмущения

Системный анализ, управление и обработка информации


Авторы

Рыбников С. И. 1*, Нгуен Т. Ш. 2**

1. Кафедра 301 «Системы автоматического и интеллектуального управления»,
2. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Волоколамское шоссе, 4, Москва, A-80, ГСП-3, 125993, Россия

*e-mail: kaf301@mai.ru
**e-mail: thanhson0410@gmail.com

Аннотация

Целью данной статьи является повышение качества процесса управления боковым движением среднемагистрального самолета за счет минимизации статической ошибки отклонения от заданной линии пути с введением сигнала оценки угла бокового ветра и угла скольжения в законе управления. Входные сигналы (угол курса, крена, угловые скорости) измеряются БИНСом. Для получения оценки угла скольжения, угла бокового ветра и угла сноса от заданной пути, применяется фильтр Калмана, построенный с использованием линейной стационарной математической модели бокового движения самолета. В результате работы был создан дискретный фильтр Калмана, который позволяет обеспечить точность получения оценок угла скольжения, угла ветра и угла сноса, впоследствии вводящиеся в закон управления.

Ключевые слова

фильтр Калмана, наблюдение, боковой ветер, оценивание, компенсация, угол скольжения

Библиографический список

  1. Летов А.М. Динамика полета и управление. – М.: Наука, 1969, – 360 с.

  2. Ефремов А.В., Захарченко В.Ф., Овчаренко В.Н. и др. Динамика полета. – М.: Машиностроение, 2011. – 776 с.

  3. Соболев В.И. Синтез калмановских фильтров. – М.: Изд-во МАИ, 1994. – 72 с.

  4. Синицын И.И. Фильтры Калмана и Пугачева. – М.: Логос, 2006. – 640 с.

  5. Динамика летательных аппаратов в атмосфере. Термины, определения и обозначения. ГОСТ 20058-80. – М.: Издательство стандартов, 1981. – 119 с.

  6. Калман Р.Е., Бьюси Р.С. Новые результаты линейной фильтрации и теории предсказаний // Техническая механика. 1961. № 1. С. 123 – 141.

  7. Медведев B.C. Методы оптимального оценивания, фильтрации и управления. Линейные системы. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1996. – 167 с.

  8. Болтянский В.Г. Оптимальное управление дискретными системами. – М.: Наука, 1973. – 448 с.

  9. Лебедев Г.Н., Ефимов А.В., Михайлин Д.А. Оценка вектора состояния беспилотного летательного аппарата при наличии в объекте управления нелинейных элементов // Вестник Московского авиационного института. 2012. Т. 19. № 1. С. 12-16.

  10. Лебедев Г.Н., Румакина А.В., Михайлин Д.А. Многоступенчатая идентификация неизмеряемых параметров полета при комплексировании сигналов бортовых измерительных средств // Труды МАИ. 2016. № 91. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=75637

  11. Кишко Д.В. Анализ точности определения собственных координат при использовании радионавигационной системы с малыми базами между передатчиками // Труды МАИ. 2014. № 78. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=53755

  12. Рыбников С.И., Нгуен Т.Ш. Аналитическое конструирование системы демпфирования изгибных аэроупругих колебаний крыла самолета // Труды МАИ. 2014. № 95. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=84572

  13. Лебедев Г.Н., Елисеев В.Д., Ивашова Н.Д. Постановка задачи автоматического управления посадочным маневром беспилотного летательного аппарата при сильном боковом ветре и подходы к ее решению // Труды МАИ. 2013. № 70. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=44508

  14. Михайлин Д.А., Аллилуева Н.В., Руденко Э.М. Сравнительный анализ эффективности генетических алгоритмов маршрутизации полета с учетом их различной вычислительной трудоемкости и многокритериальности решаемых задач // Труды МАИ. 2018. № 98. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=90386

  15. Mohinder S. Grewal, Angus P. Andrews. Kalman Filtering: Theory and Practice Using MATLAB, Wiley, 2015, 640 c.

  16. Максимов Ю.А., Филлиповская E.A. Алгоритмы решения задач нелинейного программирования. – М.: МИФИ, 1982. – 52 c.

  17. McGee T.G., Spry S., Hedrick J.K. Optimal path planning in a constant wind with a bounded turning rate // AIAA Conference on Guidance, Navigation and Control, Kissimmee, 2006, pp. 789 – 790.

  18. McFarland M.B., Zachery R.A., Taylor B.K. Motion planning for reduced observability of autonomous aerial vehicles // IEEE International Conference on Control Applications, 22-27 August 1999, Hawaii, vol. 5, no. 3, pp. 231 – 235.

  19. Wan E.A. and R. van der Merwe. The Square-Root Unscented Kalman Filter for state and parameter-estimation // Proc. Of IEEE Symposium 2000 (AS-SPXX), Lake Louise, Alberta, Canada, 2000, pp. 580.

  20. Нелюбов А.И. Летные характеристики и боевое маневрирование летательных аппаратов. Математические методы расчета боевых маневров, взлета и посадки самолетов с поворотом вектора тяги двигателей. – М.: ВВИА им. Жуковского, 1986. – 37 с.

  21. Шкадов Л.М., Буханова P.C., Илларионов В.Ф. Механика оптимального пространственного движения летательных аппаратов в атмосфере. – М.: Машиностроение, 1972. – 240 c.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2021

Вход