Метод адаптивной стабилизации бокового движения летательного аппарата с учетом канала крена

Аннотация

Приведен метод адаптивной стабилизации бокового движения крестокрылого атмосферного сверхзвукового летательного аппарата с аэродинамической нормальной конструктивной схемой и аэродинамическими рулями по схеме "плюс" на маршевом участке полета. Рассмотрена угловая стабилизация по курсу и крену в процессе возмущенного движения. Предложен метод адаптивной угловой стабилизации бокового движения в процессе полета. Исследована возможность оперативного пересчета коэффициентов стабилизации на борту летательного аппарата с учетом внешних воздействий. Разработан метод пересчета коэффициентов на основе идентифицируемых в процессе полета аэродинамических характеристик и восстанавливаемых неизмеряемых координат вектора состояния объекта. Построен фильтр оценки измеряемых и восстановления неизмеряемых координат вектора состояния объекта управления. Получены зависимости пересчета коэффициентов стабилизации в процессе полета. Проведены оценка измеряемых и восстановление неизмеряемых координат вектора состояния, а также идентификация аэродинамических характеристик. На основе идентифицируемых характеристик выполнен пересчет значений коэффициентов стабилизации. Приведен расчетный вариант адаптивной стабилизации при повороте на заданный курсовой угол. Выполнено сравнение переходных процессов с существующими методами стабилизации. Метод апробирован на автономных стендах моделирования полета и рекомендуется к использованию в бортовых алгоритмах стабилизации и управления движением летательного аппарата

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Зенченко М.В., Точилова О.Л. Метод адаптивной стабилизации бокового движения летательного аппарата с учетом канала крена. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2024, № 2 (149), c. 96--108. EDN: RUGFJR

Литература

[1] Бюшгенс Г.С. Аэродинамика, устойчивость и управляемость сверхзвуковых самолетов. М., Наука, 1998.

[2] Гуков В.В., Костров А.В. Метод нелинейной идентификации движения летательного аппарата. Автоматика и телемеханика, 1988, № 7, с. 38--50.

[3] Кисин Ю.К. Определение координат летательных аппаратов по разностно дальномерным измерениям при наличии индивидуальных систематических погрешностей. Стохастическая оптимизация в информатике, 2013, т. 9, № 1, с. 59--67. EDN: RCFOYR

[4] Первушина Н.А., Фролова А.Д. Разработка адаптивной системы стабилизации для беспилотного летательного аппарата самолетного типа. Проблемы управления, 2022, № 5, с. 3--15. DOI: https://doi.org/10.25728/pu.2022.5.1

[5] Зенченко М.В., Плавник Г.Г. Идентификация параметров вектора состояния и характеристик ЛА на примере бокового движения. Матер. III Междунар. науч. техн. конф. "Аэрокосмические технологии". М., Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014, с. 133--134.

[6] Касьянов В.А., Ударцев Е.П. Определение характеристик воздушных судов методами идентификации. М., Машиностроение, 1988.

[7] Брайсон А., Хо Ю.Ши. Прикладная теория оптимального управления. М., Мир, 1972.

[8] Андриевский Б.Р., Фрадков А.Л. Адаптивное управление летательным аппаратом с идентификацией на скользящих режимах. Управление большими системами, 2009, № 26, с. 113--144. EDN: KWATCB

[9] Зенченко М.В. Об одном подходе к идентификации аэродинамических характеристик сверхзвукового летательного аппарата. Вестник воздушно космической обороны, 2016, № 3, с. 5--11.

[10] Зенченко М.В., Плавник Г.Г. Восстановление параметров движения и идентификация характеристик ЛА на примере исследования бокового движения. XXXIX Академические чтения по космонавтике, 2015, с. 121--129.

[11] Никитин А.И. Методика идентификации аэродинамических коэффициентов летательного аппарата на основе синтеза следящей системы. XXXIX Академические чтения по космонавтике, 2015, с. 112--121.

[12] Исмаилов К.К. Определение аэродинамических характеристик беспилотного летательного аппарата самолетного типа аналитическими методами. Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, 2022, № 78, с. 112--124. DOI: https://doi.org/10.17223/19988621/78/9

[13] Дейч А.М. Методы идентификации динамических объектов. М., Энергия, 1979.

[14] Егорова Е.Ю., Левитин И.М., Овчаренко В.Н. Идентификация аэродинамического коэффициента момента тангажа многоцелевого маневренного самолета по результатам летных испытаний. Труды МАИ, 2011, № 44. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=25011

[15] Корсун О.Н., Веселов Ю.Г., Гулевич С.Н. Прогнозирование параметров движения самолета на основе идентификации упрощенной линейной модели. Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011, № 12. URL: http://engineering-science.ru/doc/290540.html

[16] Льюнг Л. Идентификация систем. М., Наука, 1991.

[17] Кисин Ю.К. Математическое моделирование в задачах натурных испытаний ракетной техники. СПб., ВВМ, 2015.

[18] Дегтярёв А.А., Тайль Ш. Элементы теории адаптивного расширенного фильтра Калмана. Препринт ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, 2003, № 26. EDN: PGBAVV

[19] Chen W., Valasek J. Observer/Kalman filter identification for online system identification of aircraft. J. Guid. Control Dyn., 2003, vol. 26, no. 2, pp. 347--353. DOI: https://doi.org/10.2514/2.5052

[20] Зенченко М.В., Точилова О.Л. Способ формирования адаптивного сигнала угловой стабилизации по крену летательного аппарата. Патент РФ 2809632. Заявл. 11.04.2023, опубл. 14.12.2023.

[21] Andrievsky B., Fradkov A., Peaucelle D. Adaptive identification of angular motion model parameters for LAAS helicopter benchmark. IEEE CCA’07, 2007, pp. 825--830. DOI: https://doi.org/10.1109/CCA.2007.4389335