здесь
V
— воздушная скорость ДПЛА;
ρ
— плотность среды;
S
—
площадь миделевого сечения;
b
A
— средняя аэродинамическая хорда
крыла,
m
α
z
, m
ω
z
— коэффициенты соответствующих моментов.
Значения
T
и
ξ
могут быть найдены на основе анализа переходно-
го процесса при пробном ступенчатом отклонении руля на заданный
угол. При известных
Т
и
ξ
несложно вычислить значения коэффици-
ентов
а
11
и
а
12
, а по ним и оценить
m
α
z
и
m
ˉ
ω
z
z
, идентификация которых
необходима для настройки контура управления в процессе движения
ДПЛА в неспокойной атмосфере.
Однако не все так просто. Во-первых, в условиях ветрового нагру-
жения, номинальное значение угла атаки отличается от возмущенного
на значение “ветровой составляющей”. Во-вторых, угол атаки как фи-
зическая величина не подлежит прямым измерениям и может быть
оценен лишь по результатам косвенных измерений, например по ре-
зультатам обработки показаний бортовых акселерометров.
И, наконец, в-третьих, как было показано в работе [1], идентифика-
ция аэродинамических характеристик (или даже их части) в реальном
масштабе времени полета ДПЛА с требуемой точностью практически
нереализуема по техническим соображениям. Тем не менее ситуация
не безнадежна.
Прежде всего отметим, что если период колебаний определяет-
ся непосредственно, то для логарифмического декремента затухания
должна быть задействована расчетная зависимость вида
ξ
(
t
) =
1
N
ln
α
(
t
0
)
α
(
t
)
,
(6)
где
N
— число колебаний;
α
(
t
0
)
и
α
(
t
)
— значения углов атаки в
моменты времени
t
0
и
t
.
Будем считать, что в качестве датчиков первичной информации
бортовой НС используются средства индикации ПНИ СНС типа Гло-
насс/GPS, барометрический датчик давления, акселерометры и датчик
угловой скорости, т.е. вектор измерений имеет следующий вид:
y(
t
) = [
L
(
t
)
, h
(
t
)
, n
x
(
t
)
, n
y
(
t
)
, ω
z
(
t
)]
т
,
(7)
где
L
(
t
)
— пройденный путь;
h
(
t
)
— текущая высота;
n
x
(
t
)
,
n
y
(
t
)
—
составляющие вектора перегрузки;
ω
z
(
t
)
— текущие показания ДУСа.
Расширенный вектор оцениваемого состояния ДПЛА при движе-
нии в вертикальной плоскости представим в форме
x
p
(
t
) = Δ
V,
Δ
θ,
Δ
L,
Δ
h,
Δ
ρ,
Δ
ω
z
,
Δ
ϑ,
Δ
m
α
z
,
Δ
m
ˉ
ω
z
z
,
Δ
C
xa
,
Δ
C
α
ya
т
.
(8)
Грубое оценивание значений
ˆ
C
xa
и
ˆ
C
α
ya
осуществляется с исполь-
зованием соотношения
y(
t
) = [
n
x
, n
y
]
т
,
(9)
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2013. № 3 61
