Боткин Н.Д., Кейн В.М., Красов А.И., Пацко В.С. Исследование по совершенствованию бортовых и наземных автоматизированных систем управления воздушными судами. Управление боковым движением самолета на посадке в условиях ветрового возмущения. Отчет номер 81104592/02830078880 (ВНТИЦ), Л. - Свердловск, 1983.
Отчет 78 стр., 55 рисунов, 1 таблица, 12 источников
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ИГРА, ОПТИМАЛЬНЫЕ СТРАТЕГИИ, МНОЖЕСТВО ПОЗИЦИОННОГО ПОГЛОЩЕНИЯ, СТАБИЛИЗАЦИЯ БОКОВОГО ОТКЛОНЕНИЯ САМОЛЕТА, ЗАДАННЫЙ УГОЛ КРЕНА, ВЕТРОВОЕ ВОЗМУЩЕНИЕ.
Исследуется модельная задача об управлении боковым движением среднего транспортного самолета на посадке в условиях ветрового возмущения. Управление осуществляется за счет изменения заданного угла крена. Относительно боковой составляющей скорости ветра, играющей роль помехи, предполагаются известными лишь пределы ее возможных значений.
Цель работы - построение алгоритма автоматического управления на посадке.
Задача формализуется как позиционная антагонистическая дифференциальная игра двух лиц с фиксированным моментом окончания. При исследовании задачи использовались стандартные программы решения дифференциальных игр, разработанные в Инcтитуте математики и механики УНЦ АН СССР.
В результате решения задачи выделена область начальных состояний, откуда гарантируется завершение посадки с хорошим показателем качества. Найден оптимальный гарантирующий способ формирования управления по принципу обратной связи. Описывается комбинированный способ, являющийся склейкой оптимального и некоторого линейного. Построен квазиоптимальный способ формирования помехи - ветрового возмущения.
Полученные результаты могут быть использованы при разработке новых методов и алгоритмов автоматической посадки, а также при совершенствовании комплексных самолетных тренажеров для моделирования экстремальных ветровых возмущений.
В отчете при помощи методов теории позиционных антагонистических дифференциальных игр исследуется модельная задача об управлении боковым движением среднего транспортного самолета на посадке в условиях ветрового возмущения. Основная особенность, связанная с применением теории игр, состоит в том, что относительно помехи - ветрового возмущения, предполагаются известными лишь пределы возможных изменений. Какие-либо другие сведения, в том числе и вероятностного характера, считаются отсутствующими. Действительная реализация помехи может быть любой - лишь бы ее значения лежали в заданных пределах. В связи с этим и оценка эффективности того или иного способа выработки управления носит характер гарантированной оценки: расчет ведется на самый неблагоприятный вариант помехи. Оптимальный способ выработки управления - способ, обеспечивающий наилучшую гарантию.
При решении задачи в отчете используется линеаризованная система дифференциальных уравнений бокового движения, имеющая 7-ой порядок. Качество процесса управления подсчитывается при помощи некоторой функции платы, зависящей от величины бокового отклонения и его скорости в момент пролета торца взлетно-посадочной полосы. Учет только двух координат фазового вектора в момент пролета есть попытка упростить задачу и получить наглядные результаты. В итоге исследования найден оптимальный способ выработки управления и определена область начальных состояний, откуда гарантируется завершение посадки с хорошим показателем качества. Анализируется также некоторый комбинированный способ, совпадающий при больших отклонениях от номинальной траектории с оптимальным, а при малых - с линейным способом управления, аналогичным принятым в настоящее время для стабилизации бокового отклонения на этапе посадки. Описан также "наихудший" способ выработки помехи. Такой способ можно использовать в имитаторах ветрового возмущения на тренажерах обучения летного состава, а также при испытании новых методов автоматической посадки.
Данная работа выполнена в соответствии с договором о научно-техническом сотрудничестве между Институтом математики и механики УНЦ АН СССР и Ордена Ленина Академией гражданской авиации.
Формат PDF, размер файла 9.1 Mb: ubdspuvv1983.pdf
Формат DjVu, размер файла 1245 Kb: ubdspuvv1983.djvu
Полученное в отчете решение модельной задачи об управлении боковым движением самолета может быть полезно при разработке методов и алгоритмов автоматической посадки в условиях ветрового возмущения. Как описано, реализация во времени оптимального и комбинированного способов управления (стратегий первого игрока) происходит при помощи линий переключения. Эти линии могут быть просчитаны заранее и заложены в бортовую вычислительную машину. Найденную область начальных состояний ("трубку" Wc при c=1), откуда гарантируется успешное завершение посадки, можно учитывать при решении вопроса о прекращении посадки и уходе на второй круг. Описанный "наихудший" способ формирования помехи (квазиоптимальную стратегию второго игрока) можно использовать в имитаторах ветрового возмущения.
Одно из основных предположений, принятое в постановке модельной задачи и облегчающее ее решение, заключалось в том, что целевая функция (функция платы) зависела только от значений двух координат фазового вектора в момент пролета торца взлетно-посадочной полосы. В качестве таких координат были взяты боковое отклонение и его скорость. Целесообразно исследовать более сложную задачу, в которой функция платы зависит от трех координат фазового вектора.
|
|
|