- •Завдання на виконання дипломної роботи
- •6. Календарний план-графік
- •7. Консультанти з окремих розділів роботи:
- •Реферат
- •Перелік скорочень
- •Розділ 1 класифікація бпла
- •Класифікація бпла за способами управління
- •1.2. Класифікація бпла по використаних в них навігаційних системам
- •1.3. Перспективи застосування інерціальної навігаційної системи та її програмне забезпечення
- •1.4. Інерціальна та супутникова навігаційні системи
- •Розділ 2 бортове устаткування сучасних бпла
- •2.1. Склад бортового устаткування бпла
- •2.2. Пілотажно-навігаційні комплекси
- •2.3. Функції тактично-навігаційного комплексу
- •2.4. Елементи тактичної навігаційної системи
- •2.5. Наземна апаратура управління бпла
- •Розділ 3 математична модель бпла
- •3.1. Опис математичної моделі літального апарату
- •3.2. Рульові органи літального апарату і системи координат
- •3.3. Повна нелінійна модель просторового руху літака
- •3.4. Модель двигуна
- •3.5.Модель атмосфери і повітряних обурень
- •3.6. Модель Землі
- •3.7. Модель рульових органів
- •Розділ 4 Розробка алгоритмів управління бпла
- •4.1. Методи декомпозиції управління бпла
- •4.2. Математичний опис польотного завдання
- •4.2.1. Загальні положення
- •4.2.2. Петля Нестерова
- •4.3. Синтез управління на траєкторному рівні
- •4.3.1. Управління рухом літального апарату
- •4.3.2. Управління орієнтацією літального апарату
- •4.4. Розробка алгоритму управління літального апарату у вертикальній площині
- •4.5. Прокладка маршруту в географічних координатах
- •4.6. Програмна реалізація алгоритмів управління
- •4.7. Розробка блоку візуалізації польоту бпла по результатам вище наведених розрахунків.
- •Розділ 5 Розвиток систем з бпла
- •5.1. Проблеми розвитку систем з бпла
- •5.2. Шляхи вирішення проблеми створення систем з бпла
- •Висновки
- •Список використаних джерел
- •Додаток а Опис параметрів моделі
- •Додаток б Опис змінних
Розділ 1 класифікація бпла
Завдання, що вирішуються нині за допомогою безпілотних літальних апаратів БПЛА вимагають їх повноцінного приладового оснащення. Сучасний БПЛА по рівню технічного оснащення частенько перевершує пілотований літак. Управління БПЛА є критичним завданням, що забезпечує виконання місії, безпеку і комерційний успіх застосування систем БПЛА.
Класифікація бпла за способами управління
За способами управління БПЛА поділяються на:
Ручне управління - коли БПЛА управляється пілотом-оператором з пульта дистанційного керування.
Пілот або візуально спостерігає БПЛА, або орієнтується по картинці, що передається відеокамерою. Обмеження такого управління очевидні: при візуальному спостереженні розміри БПЛА і умови видимості обмежують дальність ручного управління БПЛА 1-2 кілометрами. При стеженні по відео камері, управління стає неможливим в темний час доби, в умовах обмеженої видимості. Пілот повинен добре орієнтуватися на місцевості.
Автоматизоване управління БПЛА полягає в передачі по командній радіолінії типових завдань для виконавчих механізмів.
До типових завдань відносяться: вчинити правий(лівий) поворот на N градусів, вийти в задану точку, набрати задану висоту, повернутися, вчинити обліт об'єкту(району). В цьому випадку спостереження і контроль виконання робляться за даними телеметричної інформації. Як правило, БПЛА оснащений приймачем GLONASS - GPS, що здійснює визначення координат і подібно автопілота, що забезпечує в деякій мірі координований політ і стабілізацію ЛА. Два вищезгаданих способи управління БПЛА відносяться до видів дистанційного керування, і такі БПЛА називаються дистанційно-пілотованими літальними апаратами(ДПЛА)
3)Автоматичне управління БПЛА забезпечує можливість повністю автономного польоту БПЛА по заданій траєкторії на заданій висоті із заданою швидкістю і із стабілізацією кутів орієнтації.
Автоматичне управління, здійснюване повноцінним автопілотом БПЛА, гарантує безпечний політ ЛА поза зв'язком з базовою станцією, практично за будь-яких погодних умов. Саме такий спосіб управління БПЛА є нині найбільш затребуваним з боку експлуатації безпілотних систем, оскільки пред'являє найменші вимоги до підготовки персоналу і забезпечує безпечну і ефективну експлуатацію систем безпілотних літальних апаратів.[1]
1.2. Класифікація бпла по використаних в них навігаційних системам
БПЛА класифікуються по використаних в них навігаційних системам:
1) Інерціальна навігація-метод визначення координат і параметрів руху об'єкту на основі виміру і інтеграції його прискорення без залучення зовнішніх джерел інформації. Інерціальна навігаційна система - це навігаційна система, що реалізує принцип інерціальної навігації.[2]
2) Супутникова навігаційна система-визначає географічні координати і параметри руху об'єкту на основі сигналу супутників, що приймається. Нині існує дві супутникові навігаційні системи: GPS і ГЛОНАСС, вводиться в експлуатацію система Galileo.[3]
3) Інтегрована навігаційна система це-навігаційна система, до складу якої входять дві різні навігаційні системи. Вихідні навігаційні дані розраховуються на основі свідчень обох систем.
Інтегровані інерціально-супутникові(ІНС/СНС) навігаційні системи є найперспективнішим класом сучасних навігаційних систем. ІНС/СНС - це синтез двох самостійних систем - інерціальної навігаційної системи(ІНС) і супутникової навігаційної системи(СНС), що дозволяє об'єднати достоїнства і компенсувати недоліки, властиві кожній з систем окремо. ІНС з'явилися раніше СНС і отримали широке поширення в авіації, навігації морських суден, космонавтиці, ракетній техніці. ІНС є невід'ємною частиною систем управління морських і повітряних суден, застосовується в геодезії.
Перевагою ІНС є безперервна динамічна видача користувачеві повного навігаційного рішення(координати, швидкість, прискорення, кутова орієнтація), можливість видачі інформації з високою частотою, незалежність від зовнішніх джерел інформації.[4]
ІНС мають істотний недолік - помилка у визначенні навігаційних параметрів накопичується з часом, а точність вихідної інформації залежить від точності чутливих елементів. В якості чутливих елементів застосовуються прецизійні дорогі гіроскопи і акселерометри, які сильно ускладнюють і здорожчують систему. Для підвищення довготривалої точності необхідно періодично коригувати дані ІНС за свідченнями зовнішніх приладів.
