CC BY
27<Тешетневс^ие чтения. 2016
Библиографические ссылки
1. Research report. 16th Satellite Communication & Broadcasting Markets Survey. Forecasts to 2018. Through & Beyond the Crisis // Euroconsult. 2009. P. 418.
2. Головков В. В., Алексеев Р. А., Кузовников А. В. Обзорная статья, посвященная системам спутниковой связи и краткому анализу расчета энергетики несанкционированных радиосигналов на борту типового космического аппарата-ретранслятора // Международная IEEE-Сибирская конференция по управлению и связи SIBCON-2015. 2015. C. 45-50.
3. Дятлов А. П. Системы спутниковой связи с подвижными объектами : учеб. пособие. Таганрог : ТРТУ, 1997. 95 с.
4. Черноусов А. В., Кузовников А. В., Сомов В. Г. Исследование воздействия помех на широкополосный сигнал // Радиотехника. 2013. № 6. С. 85-88.
5. Черноусов А. В., Кузовников А. В., Сомов В. Г. Принципы организации адаптивной системы широкополосной связи с использованием вейвлет-модулирующих функций // Электросвязь. 2014. № 12. С. 12-15.
References
1. Research report. 16th Satellite Communication & Broadcasting Markets Survey. Forecasts to 2018. Through & Beyond the Crisis // Euroconsult. 2009. P. 418.
2. Golovkov V. V., Alekseev R. A., Kuzovnikov A. V. Obzornaja stat'ja, posvjashhennaja sistemam sputnikovoj svjazi i kratkomu analizu rascheta jenergetiki nesankcionirovannyh radiosignalov na bortu tipovogo kosmicheskogo apparata-retransljatora // Mezhdunarodnaja IEEE-Sibirskaja konferencija po upravleniju i svjazi SIBCON-2015. 2015. P. 45-50.
3. Djatlov A. P. Sistemy sputnikovoj svjazi s podvizhnymi ob#ektami: Uchebnoe posobie. Taganrog : TRTU, 1997. 95 p.
4. Chernousov A. V., Kuzovnikov A. V., Somov V. G. Issledovanie vozdejstvija pomeh na shirokopolosnyj signal // Radiotehnika. 2013. № 6. P. 85-88
5. Chernousov A. V., Kuzovnikov A. V., Somov V. G. Principy organizacii adaptivnoj sistemy shirokopolosnoj svjazi s ispol'zovaniem vejvlet-modulirujushhih funkcij // Jelektrosvjaz'. 2014. № 12. P. 12-15.
© Ky30BHHK0B A. B., MepHoycoB A. B., COMOB B. r., 2016
УДК 681.51
МНОГОСВЯЗНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ОГРАНИЧЕНИЕМ НОРМАЛЬНОЙ ПЕРЕГРУЗКИ
Л. М. Неугодникова*, В. И. Петунии
Уфимский государственный авиационный технический университет Российская Федерация, 450008, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. К. Маркса, 12
E-mail: *[email protected]
Рассматривается задача ограничения нормальной перегрузки при согласованном управлении движением летательного аппарата. Показано, что включение дополнительного контура обеспечивает необходимое ограничение и плавное переключение каналов.
Ключевые слова: многосвязные системы, ограничение нормальной перегрузки, селектор, летательный аппарат.
AIRCRAFT MOTION MULTIVARIABLE CONTROL SYSTEM WITH NORMAL
OVERLOAD RESTRICTION
L. M. Neugodnikova*, V. I. Petunin
Ufa State Aviation Technical University 12, K. Marx Street, Ufa, The Republic of Bashkortostan, 450008, Russian Federation E-mail: *[email protected]
The task of normal overload restriction during coordinated aircraft longitudinal motion control is considered. It is shown, that the extra contour addition provides the needful restriction and smooth channels switching. Simulation results are given.
Keywords: multivariable systems, normal overload restriction, selector, aircraft.
Современные летательные аппараты (ЛА) представляют собой сложные системы, при управлении которыми необходимо учитывать взаимосвязанность регулируемых величин. При согласованном управлении несколькими параметрами движения ЛА с помо-
щью многосвязных систем автоматического управления (МСАУ) проблема ограничения опасных значений остается актуальной [1]. Одним из методов ее решения является включение в МСАУ дополнительного контура ограничения.
Системы управления, уремическая навигация и связь
Рассмотрим синтез МСАУ продольным движением ЛА. Пусть требуется независимо управлять скоростью V и углом наклона траектории 6 с помощью тяги двигателя Р и руля высоты 5в соответственно при ограничении нормальной перегрузки пу (рис. 1).
Рис. 1. Схема включения контура ограничения в МСАУ
Для этого проведем отдельно синтез канала 1-2 для управления V и 6 и канала 1-3 для управления V и пу. Заданное значение скорости vзад подается одновременно в оба канала. Заданное значение по углу наклона траектории 6зад подается в первый, а сигнал заданного максимального значения нормальной перегрузки пу тах - во второй канал. Основным является канал 1-2, регулирующий параметры V и 6, выходное значение пу отрабатывается непрерывно. Блок регуляторов R выдает три сигнала: управляющий сигнал по скорости иу поступает на автомат тяги АТ, а управляющие сигналы по углу наклона траектории и6 и управлению перегрузкой ип - на селектор минимума АС, выходной сигнал которого иС поступает на сервопривод руля высоты СП. При и6 > ип АС подключает второй канал, регулирующий параметры V и пу.
В общем виде уравнения системы регулирования МСАУ имеют вид
А • X = В • и ,
где А - матрица коэффициентов объекта регулирования; X - вектор-столбец регулируемых величин; В -матрица коэффициентов управляющих воздействий; и - вектор-столбец регулирующих воздействий, тогда передаточная матрица объекта регулирования будет иметь вид
Н = В • А-1.
Запишем передаточные матрицы объекта регулирования для согласованного управления V и 6 (^12) и управления V при ограничении пу (^13) [2]:
Н
Нп Н1 Н 21 Н 2
Н
Ни
Н
Н31 Н3
Н31 = Н21 -
Н33 - Н 22-
При этом передаточные функции автономных каналов связаны соотношениями
Н11 - Н11; Н13 - Н12;
я' "" "я
где р - оператор Лапласа; я - ускорение свободного падения; величины с индексом 11 обозначены штрихом для отличия от аналогичных обозначений в канале 1-2.
Используя подход, описанный в [3], запишем выражения для регуляторов канала 1-2:
Яц - Ж
Н
22
Н11Н22 - Н21Н12
Я12 -
Я
Н
Н
12 21 Я22 ТТ" ; Я21 - -Я11 ТТ";
Н
Н
22
■Ж
Н
Н11Н22 - Н21Н12
Тогда выражения для регуляторов канала 1-3 примут вид
т?' - т? • т? - т? Н13 - о Н12 . Я11 - Я11; Я13 - -Я33Т!Т~- -;
Н'1
Н
Я --Я' Н31 --Я' Н21 . Я
^31 _ ^11 ^ _ 11 ^ ' 33 22 п ТГ Н33 Н22 ур
где Ж*1>, Ж*6, и Ж*п - желаемые передаточные функции разомкнутых систем по скорости, углу наклона траектории и контуру ограничения перегрузки соответственно.
Результаты моделирования. Моделирование описанной МСАУ было проведено в системе Ма^аЬ [4]. На рис. 2 показаны графики переходных процессов, полученные при моделировании МСАУ для легкого самолета [5] при пу тах = 2. Перерегулирование пу тах не превышает 2 %, что вполне допустимо. Кроме переходных процессов по скорости V и углу наклона траектории 6 на рис. 2 показан сигнал включения селектора Ь.
ЯпК —
Рис. 2. Переходные процессы в МСАУ продольным движением ЛА
Эффективным средством управления движением Л А являются МСАУ с ограничением параметров. Включение дополнительного контура ограничения с помощью алгебраического селектора позволяет ограничивать предельные значения параметров движения ЛА, сохраняя хорошее качество переходных процессов в системе, что подтверждается результатами моделирования.
Библиографические ссылки
1. Петунин В. И. Синтез логико-динамических систем автоматического управления газотурбинными двигателями на основе согласования и адаптации каналов управления : дис. ... д-ра техн. наук. Уфа : УГАТУ, 2011. 332 с.
2. Динамика полета : учебник для студентов высших учебных заведений / А. В. Ефремов, В. Ф. Захар-
Тешетневс^ие чтения. 2016
ченко, В. Н. Овчаренко и др. М. : Машиностроение, 2011. 776 с.
3. Гуськов Ю. П., Загайнов Г. И. Управление полетом самолетов : учебник для авиационных вузов. М. : Машиностроение, 1980. 213 с.
4 Albertos P., Antonio S. Multivariable Control Systems: An Engineering Approach. Advanced Textbooks in Control and Signal Processing, SpringerVerlag London, 2004.
5. ОАО «Уральский завод гражданской авиации» -самолеты Diamond Aircraft [Электронный ресурс] URL: http://uwca.ru (дата обращения 20.03.2015).
References
1. Petunin V. I. Sintez logiko-dinamicheskih sistem avtomaticheskogo upravlenija gazoturbinnymi dvigateljami na osnove soglasovanija i adaptacii kanalov upravlenija : dis.dokt. tehn. nauk [Gas-turbine engines
logic-dynamic automatic control systems synthesis based on control channels matching and adaptation] Ufa: USATU, 2011. 332 p. (In Russ.)
2. Efremov A. V., Zaharchenko V. F., Ovcharenko V. N. Dinamika poleta: Uchebnik dlja studentov vysshih uchebnyh zavedenij [Flight dynamics: Textbook for university students]. Moskow : Mashinostroenie publ., 2011. 776 p. (In Russ.)
3. Gus'kov Ju. P., Zagajnov G. I. Aircraft flight control: Textbook for university students. - Moskow, Mashinostroenie publ., 1980, 213 p. (In Russ.)
4 Albertos P., Antonio S. Multivariable Control Systems: An Engineering Approach. Advanced Textbooks in Control and Signal Processing, SpringerVerlag London, 2004.
5. Ural works of civil aviation - Diamond Aircrafts Available at: http://uwca.ru (accessed 20.03.2015).
© HeyroflHHKOBa H. M., neTyHHH B. H., 2016
УДК 621
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАЩИЩЕННОЙ СИСТЕМЫ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ НА БАЗЕ SYSTEMVIEW (SYSTEMVUE)
Д. М. Орлов, А. С. Кудряшов
Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники Российская Федерация, 634050, г. Томск, просп. Ленина, 40 E-mail: [email protected]
Главное преимущество спутниковой связи - возможность осуществлять связь в любой точке мира, даже в самых отдаленных от цивилизации местах. Для российских условий это особенно актуально, ведь в нашей стране телекоммуникационные сети развиты далеко не повсеместно.
Ключевые слова: передатчик, нисходящая линия связи, бортовой усилитель мощности, модуляция, соотношение сигнал/ шум.
RESERCH SECURE SATELLITE COMMUNICATION SYSTEM IN SYSTEMVIEW (SYSTEMVUE)
D. M. Orlov, A. S. Kudryashov
Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics 40, Lenina Av., Tomsk, 634050, Russian Federation E-mail: [email protected]
The main advantage of satellite communications is the ability to communicate anywhere in the world, even in the most remote from civilization places. For Russian conditions, it is especially important, because in our country telecommunication network development is not everywhere.
Keywords: the transmitter, the downlink, the onboard power amp, modulation, signal/ noise ratio.
В ходе работы была построена полномасштабная модель нисходящей линии связи (НхЛС), в состав которой включены передатчик и антенная система БСА, трасса с учётом типовых значений затухания сигнала, антенна наземной станции, малошумящий усилитель приёмного устройства, полосовой фильтр и демодулятор сигнала с квадратурной ФМ2.
Моделирование проводилось в среде SystemVue 2011.03.
Построена модель формирования группового сигнала, распределённого между восемью частотными
каналами, каждый из которых содержит парциальный сигнал с квадратурной модуляцией ФМ2. Модели формирования каждого парциального сигнала одинаковы по структуре и отличаются лишь центральной частотой канала [1].
Модель приёмного устройства включает малошу-мящий усилитель с шумовой температурой Гш = 300 К, полосовой фильтр, полоса которого больше ширины спектра группового сигнала, полосовой фильтр одного парциального канала и демодулятор квадратурного сигнала ФМ2 этого канала.
