Глава 5. Общая двухуровневая перестраиваемая структура бортового вычислителя бла с помощью логической части автоматического контроля и управления посадкой.

5.1. Наличие двух параллельно действующих трактов при обработке измерительной информации с различным быстродействием.

Для того, чтобы организовать согласованную работу логических анализаторов 1 – 8, нужно иметь программу – диспетчер, выполняющую функцию их подключения к режиму логического управления.

Можно иметь ввиду различные варианты технической реализации логической части управления посадкой, например на программно – аппаратных модулях типа ПЛИС (программируемые логические интегральные схемы), ПАИС (программируемые аналоговые интегральные схемы), не имеющие оперативной памяти, МК (микроконтроллеры схемы, обладающие долговременной и оперативной памятью), что облегчает модификацию этих модулей по отдельности, оставлял неизменными остальные модули при решении новых задач .

Возможен и другой подход построения бортового вычислителя на одной БЦВМ. В любом случае вся система автоматического управления посадкой обладает следующими свойствами.

1. Предлагаемая структура САУ имеет два уровня:

– верхний уровень отвечает за оценку текущего состояния БЛА в полете, классификацию динамической ситуации и логический выбор альтернативы выполнения полетной ситуации;

– нижний уровень реализует оперативно сформированное частное полетное задание автоматов КСУ, часть которых включена в данный момент в работу, другая резервная часть отключена и работает в ждущем режиме.

2. Верхний логический уровень частных алгоритмов состоит в свою очередь из трех компонент

– программа – диспетчер определяет, какую из основных полетных операций нужно выполнять;

- группа логических анализаторов определяет, в какую динамическую ситуацию попал БЛА, и выбирает способ осуществления назначенной полетной операции,

- группа автоматов контроля безопасности посадки выясняет, правильно ли справляется система с выполнением задачи. В итоге формируется команда назначения нужной конфигурации частных алгоритмов управления полетом.

3. Нижний исполнительный уровень реализует нужным образом сигналы управления на рулевые органы и на автомат управления тягой двигателя, а после приземления – на привода колес шасси, путем подключения к работе нужного числа автоматов управления посадкой, входящих в состав КСУ.

4. Наличие в структуре ряда модулей, с одной стороны, указывает на относительную сложность организации их работы, но с другой – возможность модификации каждого из них, оставляя неизменными остальные модули, что может сыграть не последнюю роль в случае перехода на другой БЛА.

5. В каждый момент работают одновременно часть модулей, а другие функционируют (но не включены в работу) в ждущем режиме.

6. Предлагаемая структура САУ полностью отражает воспроизводимый характер одновременного выполнения летчиком 5 действий – восприятие информации (идентификаторы), оценку динамической обстановки (классификатор), принятие решения о плане выполнения операции (анализаторы), непосредственное ручное управление (автоматы управления), контроль безопасности полета (автоматы контроля безопасности).

7. Непосредственное управление полетом осуществляется основным трактом при вычислении сигналов управления с весьма малыми тактом сек, перестроение работы исполнительного уровня осуществляется параллельно действующим дополнительным трактом весьма редко при задержке времени работы логической части сек.

На рис 5.1 представлен вариант технической реализации бортовой САУ посадкой, где ПЛИС – программируемая логическая интегральная схема; ПАИС – программируемая аналоговая интегральная схема; j – номер основной полетной ситуации, i – номер варианта её выполнения, ij – номер адреса строки уставок.

Рис. 5.1 Техническая реализация бортовой САУ посадкой БЛА

Итого – один микроконтроллер с ОЗУ и ПЗУ, один ЦАП, один АЦП, две ПЛИС, шесть ПАИС, которые можно разместить на одной плате. В основном тракте , в дополнительном тракте .

На рис. 5.2 представлена блок – схема программы работы классификатора, которая состоит из трех частей. В первой верхний части программы осуществляется стандартная проверка работоспособности различных бортовых технических средств, и в случае отказа одной из них по командам с земли принимаются особые решения. В частности, при отказе СНС с земли поступит команда возвращения на место посадки, и тогда к работе подключится логический анализатор 7. Если полет проходит в штатном режиме, то используется логический анализатор 1.

Вторая часть программы определяет номер j полетной операции посадки в зависимости от того, в какой точке пространства в аэродромной системе координат находится БЛА. Третья часть программы решает задачу выбора способа i выполнения назначенной полетной операции с помощью соответствующего логического анализатора. Это позволяет с помощью номеров j и i определить нужную строку в таблице уставок, вычислить часть из тех, которые изменяются и, наконец – отправить полученные данные в КСУ для логического перестроения работы автоматов управления полетом.

Рис. 5.2. Программа определения полетной ситуации на микроконтроллере

Сформированная в настоящий момент примерная таблица уставок, представленная на рис. 5.3 и рис. 5.4, содержит 29 строк, полностью перекрывая возможную группу вероятных событий при посадке. Нужно также заметить , что показанные комментарии в каждой строке событий могут быть использованы для репортажа оператору на наземном командном пункте, если в нем продублировать логическую часть бортового вычислителя.