LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Транспорт → Аналітичне конструювання нелінійних систем керування літальними апаратами з урахуванням вимог до якості перехідних процесів

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ






ГЛАЗОК ОЛЕКСІЙ МИХАЙЛОВИЧ




УДК 629.13



АНАЛІТИЧНЕ КОНСТРУЮВАННЯ НЕЛІНІЙНИХ

СИСТЕМ КЕРУВАННЯ ЛІТАЛЬНИМИ АПАРАТАМИ

З УРАХУВАННЯМ ВИМОГ ДО ЯКОСТІ

ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ





Спеціальність 05.13.03 – Системи і процеси керування





АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук







Київ - 2008

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Національному авіаційному університеті Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник : кандидат технічних наук, доцент

Антонов Володимир Костянтинович –

Національний авіаційний університет,

доцент кафедри комп'ютерних систем та мереж


Офіційні опоненти : доктор технічних наук, професор

Асланян Альберт Едуардович –

Національна академія оборони України,

професор кафедри


кандидат технічних наук, доцент

Харченко Ігор Іванович –

Київський національний університет
ім. Тараса Шевченка,

доцент кафедри моделювання складних систем




Захист відбудеться " 6 " березня 2008 р. о 15 годині

на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.062.03

в Національному авіаційному університеті

за адресою: 03058, м. Київ, проспект Космонавта Комарова, 1, корп. 1.



З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці
Національного авіаційного університету

за адресою: 03058, м. Київ, проспект Космонавта Комарова, 1.



Автореферат розіслано " 5 " лютого 2008 р.



Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

кандидат технічних наук, доцент,

старший науковий співробітник С.В.Павлова

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Задача покращення маневреності і керованості літальних апаратів знаходиться серед найважливіших задач розробників авіаційної техніки. Одним з шляхів досягнення цього є створення таких систем та алгоритмів керування, які б дозволили максимально використовувати можливості органів керування літального апарата. На думку експертів, розробка і впровадження нових бортових інформаційно-керуючих комплексів, і, зокрема, удосконалених систем керування, є на даний час одним з найбільш актуальних напрямків розвитку літакобудування.

При створенні систем керування для сучасних літальних апаратів необхідно врахувати особливості нелінійної динаміки керованого об'єкта, а також цілий ряд складних, багатокомпонентних вимог, що висуваються в нормативних документах до показників якості руху літального апарата. Однак формалізовані методи врахування таких вимог при синтезі регуляторів на даний час недостатньо розвинуті в теорії керування, тому на практиці проектування систем керування літальними апаратами проводиться з використанням емпіричних пошукових процедур, які є трудомісткими і не гарантують досягнення бажаного результату.

А. М. Льотовим було запропоновано метод аналітичного конструювання регуляторів, надалі розширений для випадку нелінійних систем. Цей метод дозволяє врахувати нелінійності рівнянь динаміки керованого об'єкта і забезпечує стійкість замкнутої системи. Але найважливіше питання – про якість її руху – досі залишається нерозв'язаним в рамках методу аналітичного конструювання, оскільки не було розв'язано питання про вибір коефіцієнтів функціонала якості.

У зв'язку з цим дисертаційну роботу присвячено дослідженню можливості врахування вимог до якості руху літального апарата безпосередньо в процесі синтезу регулятора за методом аналітичного конструювання.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною досліджень, які проводяться в Національному авіаційному університеті (НАУ) відповідно до Державної комплексної програми розвитку авіаційної промисловості України на період до 2010 року, розробленої згідно з Указом Президента України від 18 жовтня 2000 року № 1143/2000 "Про рішення Ради національної безпеки і оборони України від 27 вересня 2000 року "Про стан авіаційного транспорту та авіаційної промисловості України"".

Мета та завдання дослідження. Метою дослідження є покращення показників якості перехідних процесів руху літальних апаратів шляхом розробки і застосування модифікованого методу аналітичного конструювання нелінійних регуляторів. Ця мета досягається шляхом виконання таких завдань:

1. Модифікувати метод аналітичного конструювання таким чином, щоб на етапі синтезу регуляторів було враховано особливості динаміки літального апарату і вимоги до якості перехідних процесів.

2. Вивчити залежності показників якості перехідних процесів від параметрів, введених до модифікованого методу синтезу регуляторів, шляхом дослідження отриманих регуляторів на прикладах керованих динамічних систем низького порядку.

3. Отримати регулятори з урахуванням вимог до якості руху для систем керування подовжнім кутовим рухом маневреного і транспортного літака і дослідити результати їх застосування.

Об'єктом дослідження є літак під час виконання горизонтального польоту і маневрів у подовжній площині.

Предметом дослідження є система керування подовжнім кутовим рухом літака. Дослідження системи керування проводиться у зв'язку з вимогою забезпечення максимальної якості перехідних процесів.

Методи дослідження. В дисертаційній роботі використано: другий метод Ляпунова і метод динамічного програмування, модифікований з врахуванням у його структурі заданої якості перехідних процесів – для побудови модифікованого методу аналітичного конструювання регуляторів з урахуванням вимог до якості руху; метод аналітичного конструювання регуляторів – для безпосереднього знаходження нелінійних регуляторів з урахуванням вимог до якості руху; імітаційне чисельне моделювання - для перевірки функціонування замкнутих систем керування з отриманими регуляторами, дослідження перехідних процесів і їх відповідності вимогам до якості руху.

Наукова новизна одержаних результатів.

1. Ідею про введення в підінтегральний вираз функціонала якості частин функції Белмана поширено на випадок нелінійних систем. Це дозволяє урахувати вимоги до якості руху при проектуванні регуляторів для нелінійних керованих динамічних об'єктів (літальних апаратів), внаслідок чого підвищується якість перехідних