1. Литература

1. Лебедев А.А., Чернобровкин Л.С. Динамика полета. - М.: Машиностроение, 1973. - 616с.

2. Лебедев А.А., Карабанов В.А. Динамика систем управления беспилотными летательными

3. аппаратами. - М.: Машиностроение, 1965. - 528с.

4. Топчеев Ю.И. Системы стабилизации. - М.: Машиностроение, 1974. - 248с.

5. Крымов и др. Исполнительные устройства систем управления летательными аппаратами. М.: Машиностроение, 1987. - 262с.

6. Кузовков Н.Т. Системы стабилизации летательных аппаратов. - М.: Высшая школа, 1976. 304с.

7. Костин С.В. и др. Рулевые приводы. - М.: Машиностроение, 1973. - 205с.

8. Мелкозеров П.С. Приводы в системах автоматического управления. - М - Л.: Энергия, 1966. - 384с.

9. ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам

3. Требования к содержанию домашнего задания и методические указания

Состав домашнего задания (ДЗ ) должен быть следующим.

1. Титульный лист (см. Приложение 2).

2. Аннотация.

Кратко изложить (не более 0,5 страницы) ключевые моменты выполненной работы.

Примечание: Составляется по окончании всей работы.

3.Содержание (см. Приложение 3).

4. Введение.

Кратко (не более 1 страницы) описать назначение, состав, особенности работы и расчета систем стабилизации (ССт) ЛА.

5. Техническое задание. Предъявляемые к системе стабилизации ЛА технические требования. Исходные данные.

Записать ТЗ, соответствующее своему варианту, и ТТ, предъявляемые к ССт ЛА; исходные данные, которые заносятся в Таблицу 1 ( см. Приложение 4).

Структурный синтез и описание работы системы стабилизации ЛА.

Обосновать формирование структуры ССт ЛА в т.ч. для варианта (А) рассмотреть особенности работы ССт в режиме стабилизации угла тангажа. Представить функциональную и структурную схемы ССт ЛА. Дать краткое описание работы ССт в режиме наведения и в режиме стабилизации. Преобразовать структурную схему ССт к расчетному виду для двух режимов работы.

7. Динамическая модель ЛА.

Выбрать степень упрощения уравнений, описывающих динамическую модель жесткого ЛА. Записать упрощенные уравнения движения жесткого ЛА. Определить аэродинамические коэффициенты ЛА (из Рис.01, Приложение 01 или из Таблицы 10, Приложение 02 ), рассчитать динамические коэффициенты ЛА в уравнениях движения ЛА. Найти передаточные функции жесткого ЛА и рассчитать параметры передаточных функций. Полученные числовые значения всех рассчитанных параметров свести в Таблицу 2 ( см. Приложение 4 ).

Привести структурную схему ЛА с учетом нежесткости. Для каждого режима полета ЛА построить ЛЧХ ЛА– для жесткого и не жесткого ЛА. Построить переходные процессы для жесткого и упругого ЛА по нормальному ускорению, угловой скорости, углу тангажа. Переходные процессы для двух режимов полета должны быть приведены на одном графике. Проанализировать динамические характеристика ЛА. Сделать выводы.

Проанализировать статические характеристики ЛА. Сделать вывод о выполнимости требований к ССт по максимальному ускорению.

8. Выбор типа рулевого привода (РП ) ЛА. Определение показателей рулевого привода.

Используя метод стандартных коэффициентов (МСК), задавшись значением , выбрать тип РП, определить его статические и динамические показатели - к _рп , Т_рп ,  _рп . Тип РП и его показатели выбирать, исходя из конструкторско-технологических и других соображений, по графику . Построить ЛЧХ РП.

Провести предварительный параметрический синтез ССт ЛА с использованием МСК. Результаты синтеза занести в Таблицу 4 (см. таблица 4, Приложение 4).

9. Расчет рулевой машинки (РМ).

Структурную схему нагруженной рулевой машинки (РМ) представить в упрощенном виде. Для расчета РМ определить максимальные значения параметров  _{в max} и , используя аналитические зависимости и результаты математического моделирования ССт ЛА. При моделировании ССт ЛА использовать результаты проведенных расчетов (пп 7, 8). Рассчитать параметры РМ. Построить механическую характеристику РМ и оценить энергетические параметры РМ - Р_п (или М _п), (или  _хх), и N _{рм max} , также оценить параметры аккумулятора сжатого воздуха (для пневматической РМ - V_ак , d _ш-б)_. .

10. Расчет рулевого привода.

Представить структурную схему РП. Преобразовать структурную схему к расчетному виду. Провести расчет конструктивных параметров РП; определить геометрические размеры рычажной кинематической передачи РП.

11 Оптимизация контура демпфирования системы стабилизации ЛА.

Построить ЛЧХ и АФЧХ замкнутого контура демпфирования ССт для двух режимов полета ЛА. В качестве целевой функции при оптимизации использовать параметр А_р - минимум резонансного пика ЛАЧХ замкнутого контура демпфирования ССт. Для нахождения минимума можно можно воспользоваться стандартными функциями пакета Matlab или непосредственно по графику. В приложении представить листинг программы (основной части с комментариями). Выбрать оптимальные значения параметра для обоих режимов полета ЛА. Значение занести в Таблицу 4. Рассчитать диапазон регулировки коэффициента усиления к _у1 усилителя У₁.

12. Параметрический синтез системы стабилизации ЛА с использованием ЛЧХ.

Построить ЛЧХ замкнутого контура демпфирования ССт ЛА для двух режимов полета ЛА. Построить ЛЧХ разомкнутой ССт (режим наведения) для двух режимов полета. Используя ЛЧХ разомкнутой ССт, путем синтеза параметра обеспечить устойчивость ССт с запасами устойчивости не хуже (близкими), чем записаны в ТТ.

Рассчитать диапазон регулировки коэффициента усиления к _у2 усилителя У₂.

13. Моделирование системы стабилизации ЛА с целью оценки ее качественно-точностных показателей.

Провести моделирование ССт ЛА в режиме наведения и в режиме стабилизации (для двух режимов полета ЛА). В схему моделирования ввести ограничения по углу отклонения руля ЛА.

По результатам моделирования оценить качество контура демпфирования ССт ЛА при значении параметров , полученных при расчете ССт с использованием МСК. Также оценить качественно-точностные показатели ССт ЛА - t ₀, ,  , j _н . Рассмотреть необходимость изменения параметров контура стабилизации для второго режима полета. В случае принятия решения об изменении параметров контура стабилизации сделать это в следующем разделе.

14. Исследование устойчивости ССт при изменении значений параметров. Построить Области устойчивости ССт на плоскости параметров kдлу – kдг для двух режимов полета. Оценить влияние изменения параметра, указанного в табл.10 Приложения 1 на устойчивость системы. При необходимости откорректировать значения , . Подтвердить путем моделирования правильность выбранных значений.

Для Варианта (А)

15а. Произвести синтез системы стабилизации угла тангажа. Использовать рассчитанный ранее контур демпфирования, дополнив схему интегральной обратной связью. Коэфициенты обратной связи выбрать с использованием частотных характеристик.

16а. Провести моделирование.

17а. Построить области устойчивости для обоих режимов. Сделать вывод о устойчивости системы.

Для Варианта (Б)

15б. Построить области устойчивости для обоих режимов полета с учетом нежесткости конструкции. Сделать вывод о влиянии нежесткости на устойчивость.

16б. Синтез противоизгибного фильтра. Выбрать структуру и параметры фильтра.

17б. Привести результаты моделирования одного режима с упругим ЛА без фильтра и с фильтром.

18. Синтез цифровой ССт

Выбрать период квантования алгоритмов ССт с учетом динамических характеристик ЛА, РП, алгоритмов ССт. Разработать алгоритмы цифровой ССт с учетом реализации двух структур ССт для варианта (А) или соответствующего цифрового корректирующего устройства (для варианта (Б)), а также переменных параметров ССт. Представить техническое задание на программирование соответствующих алгоритмов. Провести моделирование полученной системы с оценкой результатов (сравнить с непрерывной системой).

Примечания:

1) Отчетными результатами моделирования ССт являются обработанные графические материалы: ЛЧХ, переходные процессы. На графиках должно быть обозначено: оси координат с соответствующими размерностями; параметры переходных процессов; на ЛЧХ - запасы устойчивости ССт, легенда. Рисунки должны быть пронумерованы и иметь названия.

2) В графические материалы ДЗ возможно включение таблиц, например, для сравнения показателей из различных графиков, а также и другие полученные результаты. Таблицы должны быть пронумерованы и иметь названия.

3) Каждый раздел должен сопровождаться кратким введением (что и зачем делается) и выводами (что получилось).

19. Выводы.

Кратко (несколько предложений) изложить результаты проделанной работы и оценить их с точки зрения удовлетворения ТТ, предъявляемых к ССт ЛА.