Preview

Научный вестник МГТУ ГА

Расширенный поиск

Исследование влияния цифрового обмена в системе стабилизации беспилотного летательного аппарата на динамические характеристики рулевого привода

https://doi.org/10.26467/2079-0619-2019-22-5-54-66

Полный текст:

Аннотация

При проектировании системы стабилизации высокоманевренных беспилотных летательных аппаратов (БЛА) одной из актуальных задач остается предъявление требований к динамическим характеристикам и способам управления рулевыми приводами, которые позволят обеспечить требуемые запасы устойчивости системы стабили-зации в составе системы управления БЛА. В настоящее время все более часто отдается предпочтение микроконтроллерному способу управления электроприводом и цифровому обмену между системой управления и рулевыми приводами. Одной из причин уменьшения запасов устойчивости системы стабилизации являются задержки, вносимые цифровым обменом меж-ду элементами системы стабилизации. В процессе решения задачи перехода на цифровой обмен между элементами системы стабилизации прове-дено исследование влияния амплитудных и фазовых искажений, возникающих в тракте «интерфейс передачи дан-ных – рулевой привод», на динамические характеристики рулевого привода. В качестве исполнительного устрой-ства системы стабилизации рассмотрен реальный электропривод, используемый на высокоманевренном БЛА. Для указанного привода введены крайне жесткие требования к полосе пропускания и фазовым запаздываниям, что усложняет проблему обеспечения устойчивости системы стабилизации с учетом задержек цифрового обмена. В результате исследования предложена частотная модель, позволяющая оценить минимально возможную скорость обмена в тракте «интерфейс передачи данных – рулевой привод» с учетом обеспечения требуемых дина-мических характеристик привода. В предложенной модели интерфейс передачи данных представлен в виде фикса-тора (экстраполятора) нулевого порядка, передаточная функция которого заменяется аппроксимациями Паде вто-рого порядка. В ходе исследований проведено сравнение результатов, полученных на предложенной модели с ре-зультатами экспериментов на реальном электроприводе и его полной нелинейной временной модели. Основным преимуществом предложенной частотной модели является простота получения передаточной функции тракта «интерфейс передачи данных – рулевой привод». Это позволяет на начальном этапе исследования быстро и достаточно точно определить минимально возможную скорость обмена, которая обеспечит выполнение требований, предъявляемых к динамике привода.

Об авторе

С. В. Грызин
Долгопрудненское научно-производственное предприятие; Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Россия

Грызин Сергей Владимирович, инженер-конструктор Долгопрудненского научно-производственного предприятия, аспирант Московского авиационного института 

г. Долгопрудный, г. Москва



Список литературы

1. Bracewell R.N. The Fourier Transform and Its Applications. Third Edition. New York: McGraw-Hill, 1999. 540 p.

2. Кузин Л.Т. Расчет и проектирование дискретных систем управления. М.: МАШГИЗ, 1962. 684 с.

3. Шамриков Б.М. Основы теории цифровых систем управления. М.: Машиностроение, 1985. 294 c.

4. Изерман Р. Цифровые системы управления: пер. с англ. / Под ред. чл.-корр. АН СССР И.М. Макарова. М.: Мир, 1984. 541 с. Перевод изд.: Rolf Isermann. Digital Control Systems. Springer-Verlag. Berlin. Heidelberg. New York. 1981.

5. Акимов В.Н., Уласевич В.П., Грызин С.В. Сравнение различных типов рулевых приводов для ЗУР средней дальности // Вестник воздушно-космической обороны: науч.-техн. журнал. М.: НПО «АЛМАЗ». 2017. № 4 (16). С. 23–28.

6. Попов А.И., Гончаров А.С. Адаптивная система прямого цифрового управления следящего рулевого электропривода автономных объектов // Электротехнические комплексы и системы управления: науч.-техн. журнал. Воронеж: Издательский дом «Кварта». 2011. № 1. С. 37–41.

7. Петров Б.И. Динамика следящих приводов: учебное пособие для втузов / Б.И. Петров, В.А. Полковников, Л.В. Рабинович и др. / Под ред. Л.В. Рабиновича. 2-е изд., перераб. и доп. М: Машиностроение, 1982. 496 с.

8. Крымов Б.Г., Рабинович Л.В., Стеблецов В.Г. Исполнительные устройства систем управления летательными аппаратами. М.: Машиностроение, 1987. 262 с.

9. Мизрохи В.Я. Проектирование управления зенитных ракет: учеб.-науч. издание. М.: Издательство ООО «Экслибрис-Пресс», 2010. 252 c.

10. Бейкер Дж. (мл.), Грейвс-Моррис П. Аппроксимации Паде / пер. с англ. Е.А. Рахманова, С.П. Суетина; под ред. А.А. Гончар. М.: Мир, 1986. 502 c. Перевод изд.: George A. Bejker, Jr., P. Graves-Morris. Pade Approximants. Addison-Wesley Publishing Company, Reading, Massachusetts, 1981.


Для цитирования:


Грызин С.В. Исследование влияния цифрового обмена в системе стабилизации беспилотного летательного аппарата на динамические характеристики рулевого привода. Научный вестник МГТУ ГА. 2019;22(5):54-66. https://doi.org/10.26467/2079-0619-2019-22-5-54-66

For citation:


Gryzin S.V. The research of the influence of digital exchange in the stabilization system of the unmanned aerial vehicle on the dynamic characteristics of the steering actuator. Civil Aviation High Technologies. 2019;22(5):54-66. (In Russ.) https://doi.org/10.26467/2079-0619-2019-22-5-54-66

Просмотров: 33


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2079-0619 (Print)
ISSN 2542-0119 (Online)